專利名稱：次載具、次載具組件和次載具裝配方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本技術(shù)涉及一種用來裝配半導(dǎo)體發(fā)光元件的次載具(sbumount,基座)、使用該次載具的次載具組件、和次載具裝配方法。
背景技術(shù)：
近來，對于使用阿秒范圍或飛秒范圍中的脈沖寬度的激光的前沿科學(xué)領(lǐng)域中的研究人員來說，已經(jīng)頻繁地使用超短脈沖/超高功率激光。此外，除了對皮秒或飛秒的時(shí)標(biāo)上的超快現(xiàn)象的科學(xué)興趣以外，已經(jīng)積極地進(jìn)行了使用用于實(shí)際應(yīng)用的高峰值功率的超短脈沖激光的應(yīng)用研究，例如微細(xì)加工或雙光子成像。此外，希望具有405nm的發(fā)光波長的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的高功率/超短脈沖激光二極管元件用作期望成為遵循藍(lán)光光盤系統(tǒng)的下一代光盤系統(tǒng)的體積型光盤系統(tǒng)的光源，機(jī)械場、生物成像場等中必須的光源，或覆蓋整個(gè)可見光范圍的相干光源。作為超短脈沖/超高功率激光，例如，鈦/藍(lán)寶石激光是已知的；然而，鈦/藍(lán)寶石激光是昂貴且大的固體激光光源，這是技術(shù)傳播的主要障礙。如果通過使用激光二極管或激光二極管元件來實(shí)現(xiàn)超短脈沖/超高功率激光，則考慮的是要實(shí)現(xiàn)超短脈沖/超高功率激光的尺寸、價(jià)格和能耗的大幅度減小以及超短脈沖/超高功率激光的高穩(wěn)定性，從而獲得促進(jìn)超短脈沖/超高功率激光在這些領(lǐng)域中的普遍使用的突破。具有作為這種405nm波長高峰值功率的皮秒脈沖光源的全半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)的激光二極管裝置組件典型地具有MOPA (主振蕩功率放大器)構(gòu)造。更具體來說，該激光二極管裝置組件由產(chǎn)生皮秒脈沖的激光二極管和放大所產(chǎn)生的皮秒脈沖的半導(dǎo)體光學(xué)放大器(S0A，半導(dǎo)體激光放大器)構(gòu)成。這里，光學(xué)放大器不將光學(xué)信號轉(zhuǎn)換成電信號地直接放大光學(xué)信號本身，具有沒有共振器的激光結(jié)構(gòu)，并用放大器的光學(xué)増益放大入射光。更具體地，一種具有產(chǎn)生皮秒脈沖的MOPA構(gòu)造的脈沖光源是包括外部共振器的模式鎖定的激光二極管裝置組件?？赏ㄟ^減小激光二極管元件的兩個(gè)端面的反射率來實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體光學(xué)放大器。為了減小反射率，典型地執(zhí)行對端面施加由介電多層膜構(gòu)成的無反射涂層的技術(shù)；然而，即使對包括垂直于端面的波導(dǎo)的激光二極管元件的端面施加無反射涂層，殘留反射率仍較高，并難以實(shí)現(xiàn)具有足夠光學(xué)増益的半導(dǎo)體光學(xué)放大器。因此，在包括被布置為相對于端面傾斜的波導(dǎo)(即，傾斜波導(dǎo))的半導(dǎo)體光學(xué)放大器中使用減小有效反射率的技木。此外，在希望和用外反射鏡構(gòu)造模式鎖定的激光二極管元件組件的情況ー樣減小激光二極管元件的端面的反射率的情況中，采用將波導(dǎo)相對于端面傾斜地布置的技術(shù)，即采用包括傾斜波導(dǎo)的激光二極管元件，也是有效的。在實(shí)際使用激光二極管元件或半導(dǎo)體光學(xué)放大器(在下文中統(tǒng)稱為“半導(dǎo)體發(fā)光元件”)的情況中，必須將半導(dǎo)體發(fā)光元件與透鏡、光學(xué)裝置、光學(xué)元件或其他裝置有效地光學(xué)耦接。然而，如上所述，當(dāng)安裝具有相對于半導(dǎo)體發(fā)光元件的端面傾斜的波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件以允許其軸線與系統(tǒng)的光軸平行吋，按照斯涅耳定律，從半導(dǎo)體發(fā)光元件發(fā)出的光以一定角度相對于系統(tǒng)的光軸傾斜。因此，存在這樣的問題不允許沒有變化地使用相關(guān)領(lǐng)域中的系統(tǒng)。此外，在半導(dǎo)體光學(xué)放大器中，存在這樣的問題入射光的光耦合效率下降。因此，作為解決這種問題的ー種方法，日本未審查專利申請公開No. 2007-088320公開了ー種使熱沉的載具部分傾斜的技木，日本未審查專利申請公開No. Hl 1-087840公開了一種在激光二極管元件的P側(cè)接觸層上形成標(biāo)記17和18的技木。

發(fā)明內(nèi)容
在日本未審查專利申請公開No. 2007-088320中公開的技術(shù)中，當(dāng)改變激光二極管元件的設(shè)計(jì)時(shí)，必須改變熱沉的形狀。典型地，用模具來形成熱沉。因此，每當(dāng)改變設(shè)計(jì)時(shí)必須形成模具，并增加半導(dǎo)體發(fā)光元件的制造成本。此外，在日本未審查專利申請公開 No. Hl 1-087840中公開的技術(shù)中，由于形成標(biāo)記17和18而增加了處理時(shí)間，并且，諸如由標(biāo)記17和18的形成導(dǎo)致的成品率和可靠性的減小的問題可能出現(xiàn)。因此，希望提供ー種具有防止出現(xiàn)包括半導(dǎo)體發(fā)光元件(包括傾斜波導(dǎo))的制造成本的増加和成品率或可靠性的減小的問題的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造并用來裝配半導(dǎo)體發(fā)光元件的次載具、使用該次載具的次載具組件、和次載具裝配方法。根據(jù)該技術(shù)的ー個(gè)實(shí)施方式，提供了ー種具有第一表面并允許包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在第一表面上的次載具，波導(dǎo)具有相對于半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜Qwe(度)的軸線，并由具有折射率I^e的半導(dǎo)體材料制成，次載具包括第一表面上的熔接材料層；以及形成于熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記,允許以角度Qsm= SirT1Diui · sin( Θ ffG)/n0]識別對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是n0。根據(jù)本發(fā)明的第一實(shí)施方式，提供了ー種次載具組件，其包括包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件，波導(dǎo)具有相對于半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜Qwe(度)的軸線，并由具有折射率I^e的半導(dǎo)體材料制成；以及次載具，允許將半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在其第一表面上，其中，次載具包括第一表面上的熔接材料層；以及形成于熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記,允許以角度Qsm= SirT1Diui · sin( Θ ffG)/n0]識別對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是n0。根據(jù)該技術(shù)的第二實(shí)施方式，提供了ー種次載具組件，其包括具有第一表面并允許包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在第一表面上的次載具，波導(dǎo)具有相對于半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜Qwe(度)的軸線，并由具有折射率1 的半導(dǎo)體材料制成；以及熱沉，允許在其上安裝次載具，其中，次載具包括次載具的第一表面上的熔接材料層；形成于面向次載具的第一表面的第二表面上的粘合層；以及
形成于熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記，允許以角度Qsm= SirT1Diui · sin( Θ ffG)/n0]識別對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是IV并且
將次載具安裝在熱沉上，在其之間具有粘合層。根據(jù)該技術(shù)的第一實(shí)施方式，提供了一種次載具裝配方法，是ー種裝配次載具組件的方法，該次載具組件包括包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件，波導(dǎo)具有相對于半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜Qwe(度)的軸線，并由具有折射率I^e的半導(dǎo)體材料制成；以及次載具，允許將半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在其第一表面上，次載具包括第一表面上的熔接材料層；以及形成于熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記,允許以角度Qsm= SirT1Diui · sin( Θ ffG)/n0]識別對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是n0,該方法包括將次載具和半導(dǎo)體發(fā)光元件相對于對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)，熔融并冷卻熔接材料層以將半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝在次載具上。根據(jù)該技術(shù)的第二實(shí)施方式，提供了一種次載具裝配方法，是ー種裝配次載具組件的方法，次載具組件包括具有第一表面并允許包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在第一表面上的次載具，波導(dǎo)具有相對于半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜Qwe(度)的軸線，并由具有折射率1 的半導(dǎo)體材料制成；以及熱沉，允許在其上安裝次載具，次載具包括第一表面上的熔接材料層；形成于熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記，允許以角度Θ M=SirT1 Qiui · sin( Θ d/nj識別對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是n0,將次載具安裝在熱沉上，在其之間具有粘合層，該方法包括將次載具和熱沉相對于對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)，熔融并冷卻粘合層以將次載具安裝在熱沉上?？山M合根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具裝配方法，在此情況中，可以按照根據(jù)該技術(shù)的第一實(shí)施方式的次載具裝配方法和根據(jù)該技術(shù)的第二實(shí)施方式的次載具裝配方法這樣的順序執(zhí)行，或可以按照根據(jù)該技術(shù)的第二實(shí)施方式的次載具裝配方法和根據(jù)該技術(shù)的第一實(shí)施方式的次載具裝配方法這樣的順序執(zhí)行?；蛘?，可同時(shí)執(zhí)行根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具裝配方法。在根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具中，在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具組件中，并在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的裝配次載具組件的方法中，在熔接材料層中形成允許以角度Θ SM=Sin 1 [nLE · sin ( Θ we) /n0]識別的對準(zhǔn)標(biāo)記。因此,在包括傾斜波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，不大可能出現(xiàn)諸如増加裝配成本和減小成品率與可靠性的問題。此外，允許將包括傾斜波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件簡單地裝配在現(xiàn)有技術(shù)的系統(tǒng)中，并允許提高半導(dǎo)體發(fā)光元件的光耦合效率，從而變型例整個(gè)系統(tǒng)的性能。此外，并非必須徹底改變形成半導(dǎo)體發(fā)光元件或次載具的現(xiàn)有過程，允許通過使用圖像識別設(shè)備來執(zhí)行安裝；因此，允許明顯地降低制造成本和運(yùn)行成本。應(yīng)該理解的是，上述一般描述和以下詳細(xì)描述是代表性的，g在提供所要求的技術(shù)的進(jìn)一步的說明。


包括附圖以提供公開內(nèi)容的進(jìn)ー步理解，并包含在本說明書中或組成本說明書的一部分。附圖示出了實(shí)施方式，并與說明書一起用來說明該技術(shù)的原理。圖IA和圖IB分別是實(shí)施例I的次載具組件的示意性平面圖和示意性端視圖。圖2是實(shí)施例I的次載具組件的變型例的示意性平面圖。圖3是實(shí)施例I的次載具組件的另ー變型例的示意性平面圖。圖4是實(shí)施例I的次載具組件的又一變型例的示意性平面圖。圖5是實(shí)施例I的次載具組件的進(jìn)ー步變型例的示意性平面圖。圖6是實(shí)施例I的次載具組件的更進(jìn)ー步變型例的示意性平面圖。圖7是實(shí)施例I的次載具組件的更進(jìn)ー步變型例的示意性平面圖。圖8是實(shí)施例I的次載具組件的更進(jìn)ー步變型例的示意性平面圖。圖9是實(shí)施例I的次載具組件的更進(jìn)ー步變型例的示意性平面圖。圖10是實(shí)施例I中的激光二極管元件沿著包括激光二極管元件的波導(dǎo)的軸線的假想垂直平面剖開的示意性端視圖。圖11是實(shí)施例I中的激光二極管元件沿著垂直于激光二極管元件的波導(dǎo)的軸線的假想垂直平面剖開的示意性端視。圖12A和圖12B是示出了通過使用實(shí)施例I中的模式鎖定激光二極管元件形成外部共振器來執(zhí)行模式鎖定驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)的示意圖。圖13A、圖13B和圖13C是示出了通過使用實(shí)施例I中的激光二極管元件形成外部共振器來執(zhí)行模式鎖定驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)的示意圖。圖14是實(shí)施例2的次載具組件的示意性平面圖。圖15是包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器的實(shí)施例2的光輸出裝置的概念圖。圖16是實(shí)施例2的半導(dǎo)體光學(xué)放大器沿著包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線的假想垂直平面剖開的示意性截面圖。圖17是實(shí)施例2的半導(dǎo)體光學(xué)放大器沿著垂直于半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線的假想垂直平面剖開的示意性截面圖。
圖18A和圖18B分別是表示當(dāng)電流從實(shí)施例2的半導(dǎo)體光學(xué)放大器中的第二電極通向第一電極并在第二電極和第一電極中施加電壓時(shí)的光輸出的曲線圖，和表不當(dāng)電流從實(shí)施例2的光學(xué)放大器中的第二電極通向第一電極時(shí)的光輸出的曲線圖。圖19A、圖19B和圖19C分別是反射半導(dǎo)體光學(xué)放大器、共振半導(dǎo)體光學(xué)放大器和單片式半導(dǎo)體光學(xué)放大器的概念圖。圖20是實(shí)施例3的半導(dǎo)體光學(xué)放大器沿著包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線的假想垂直平面剖開的示意性截面圖。圖21是實(shí)施例3的半導(dǎo)體光學(xué)放大器的變型例沿著包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線的假想垂直平面剖開的示意性截面圖。圖22是實(shí)施例4的次載具組件的示意性平 面圖。圖23是實(shí)施例I中的激光二極管元件的變型例沿著包括激光二極管元件的變型例的波導(dǎo)的軸線的假想垂直平面剖開的示意性端視圖。圖24是實(shí)施例I中的激光二極管元件的另ー變型例沿著包括激光二極管元件的變型例的波導(dǎo)的軸線的假想垂直平面剖開的示意性端視圖。圖25A和圖25B是用于描述制造實(shí)施例I的激光二極管元件的方法的基板等的示意性部分截面圖。圖26A和圖26B是圖25B之后的用于描述制造實(shí)施例I的激光二極管元件的方法的基板等的示意性部分截面圖。圖27是圖26B之后的用于描述制造實(shí)施例I的激光二極管元件的方法的基板等的示意性部分端視圖。
具體實(shí)施例方式將參考實(shí)施例和附圖描述本技木；然而，該技術(shù)并不限于此，通過圖示可給出實(shí)施例中的各種值和材料。應(yīng)注意，將以以下順序給出描述。I.根據(jù)本技術(shù)的ー個(gè)實(shí)施方式的次載具,根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具組件，根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具裝配方法，以及一般描述。2.實(shí)施例I (根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具，根據(jù)該技術(shù)的第一實(shí)施方式的次載具組件，以及根據(jù)該技術(shù)的第一實(shí)施方式的次載具裝配方法)。3.實(shí)施例2 (實(shí)施例I的變型例)。4.實(shí)施例3 (實(shí)施例2的變型例)。5.實(shí)施例4 (該技術(shù)的次載具，根據(jù)該技術(shù)的第二實(shí)施方式的次載具組件，根據(jù)該技術(shù)的第二實(shí)施方式的次載具裝配方法)，等等。根據(jù)該技術(shù)的第一實(shí)施方式的次載具組件可進(jìn)ー步包括允許在其上安裝次載具的熱沉。在根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具中，在包括上述優(yōu)選形式的根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具組件中，和在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具裝配方法中，半導(dǎo)體發(fā)光元件可由激光二極管元件或半導(dǎo)體光學(xué)放大器(S0A，半導(dǎo)體激光放大器)構(gòu)成。包括上述各種優(yōu)選形式和構(gòu)造在內(nèi)，在根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具中、在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具組件中、和在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具裝配方法中，當(dāng)將半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝在次載具上時(shí)，次載具的軸線和半導(dǎo)體發(fā)光元件的軸線可彼此以Gsm(度)相交。然后，在這種構(gòu)造中，熔接材料層可設(shè)置有兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記，連接兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記的直線可與次載具的軸線以eSM(度)或(9O-0sm)(度)相交，或者熔接材料層可設(shè)置有ー個(gè)或多個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記，對準(zhǔn)標(biāo)記的軸線可與次載具的軸線以Θ SM(度)或(90- Θ SM)(度)相交?；蛘?，包括上述各種優(yōu)選形式和構(gòu)造在內(nèi)，在根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具中、在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具組件中、和在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具裝配方法中，可在面向第一表面的第二表面上形成粘合層，并可將次載具安裝在熱沉上，在其之間具有粘合層，并且，當(dāng)將次載具安裝在熱沉上吋，次載具的軸線和熱沉的軸線可彼此以eSM(度)相交。在這種構(gòu)造中，熔接材料層可設(shè)置有兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記，連接兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記的直線可與次載具的軸線以θSM(度)或(90-θSM)(度)相交，或者熔接材料層可設(shè)置有ー個(gè)或多個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記，對準(zhǔn)標(biāo)記的軸線可與次載具的軸線以eSM(度)或(90-eSM)(度)相交。在熔接材料層設(shè)置有兩個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記的情況中，可將這兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記布置為允許連接兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記的直線與次載具的軸線以eSM(度)相交，或與次載具的軸線以(90- Θ SM)(度)相交。此外，在熔接材料層設(shè)置有三個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記的情況中，可將這三個(gè) 對準(zhǔn)標(biāo)記布置為允許連接第一對準(zhǔn)標(biāo)記和第二對準(zhǔn)標(biāo)記的直線與連接第二對準(zhǔn)標(biāo)記和第三對準(zhǔn)標(biāo)記的直線分別和次載具的軸線以Qsm(度)或(9O-0SM)(度)相交。此外，在熔接材料層設(shè)置有四個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記的情況中，可將這四個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記布置為允許連接第一對準(zhǔn)標(biāo)記和第二對準(zhǔn)標(biāo)記的直線與連接第三對準(zhǔn)標(biāo)記和第四對準(zhǔn)標(biāo)記的直線和次載具的軸線以Θ SM(度)相交，并允許連接第一對準(zhǔn)標(biāo)記和第四對準(zhǔn)標(biāo)記的直線與連接第二對準(zhǔn)標(biāo)記和第三對準(zhǔn)標(biāo)記的直線和次載具的軸線以(90- Θ SM)(度)相交。在熔接材料層設(shè)置有ー個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記的情況中，可將這ー個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記布置為允許其軸線與次載具的軸線以Θ SM(度)相交，或與次載具的軸線以(90- Θ SM)(度)相交。在熔接材料層設(shè)置有兩個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記的情況中，可將這兩個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記布置為允許其軸線與次載具的軸線以esM(度)相交，或允許其軸線與次載具的軸線以(9O-0sm)(度)相交，或允許ー個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記的軸線和另ー個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記的軸線分別與次載具的軸線以Θ SM(度)或(90- Θ SM)(度)相交。在熔接材料層設(shè)置有三個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記的情況中，可將這三個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記布置為允許這三個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記中的兩個(gè)的軸線和剰余的條狀對準(zhǔn)標(biāo)記的軸線分別與次載具的軸線以Θ SM(度)或(90- Θ SM)(度)相交，或分別與次載具的軸線以(9O-0sm)(度)或0SM(度)相交。在熔接材料層設(shè)置有四個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記的情況中，可將這四個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記布置為允許第一條狀對準(zhǔn)標(biāo)記和第三條狀對準(zhǔn)標(biāo)記的軸線與第ニ條狀對準(zhǔn)標(biāo)記和第四條狀對準(zhǔn)標(biāo)記的軸線分別和次載具的軸線以Qsm(度)或(9O-0sm)(度)相交。包括上述各種優(yōu)選形式和構(gòu)造在內(nèi)，在根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具中、在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具組件中、和在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具裝配方法中，熔接材料層可具有按順序從第一表面?zhèn)劝ˋu層和Au-Sn合金層(例如，Au8tlSn2。合金層)的層壓結(jié)構(gòu)，對準(zhǔn)標(biāo)記可由形成于Au-Sn合金層中的開ロ構(gòu)成，并可在開ロ的底部暴露Au層。在這種構(gòu)造中，對準(zhǔn)標(biāo)記可由圖像識別設(shè)備輕松地檢測至IJ。然而，熔接材料層的結(jié)構(gòu)不限于此，熔接材料層可具有按順序從第一表面?zhèn)劝ˋu層和Au-Sn合金層的層壓結(jié)構(gòu)。在具有這種兩層結(jié)構(gòu)的熔接材料層中，Au-Sn合金層的投影圖像優(yōu)選地包括在Au層的投影圖像中，從而允許，例如，用連接エ藝將電線等與Au層連接。然而，熔接材料層不限于這種材料構(gòu)造和層結(jié)構(gòu)。可用所謂的低熔點(diǎn)金屬(合金)材料、焊接材料或銅焊材料作為形成熔接材料層的材料或形成粘合層的材料，材料的實(shí)例包括In (具有157°C的熔點(diǎn)的銦);基于銦-金的低熔點(diǎn)合金；基于錫(Sn)的高溫焊料，例如Sn80Ag20 (具有220°C至370°C的熔點(diǎn))和Sn95Cu5 (具有227°C至370°C的熔點(diǎn));基于鉛(Pb)的高溫焊料，例如Pb97.5Ag2.5 (具有304°C的熔點(diǎn))，Pb94.5Ag5.5 (具有304°C至365°C的熔點(diǎn))和Pb97.5Agl.5Sni.。(具有309°C的熔點(diǎn))；基于鋅(Zn)的高溫焊料，例如Zn95Al5 (具有380°C的熔點(diǎn))；基于錫-鉛的標(biāo)準(zhǔn)焊料，例如Sn5Pb95 (具有300°C至314°C的熔點(diǎn))和Sn2Pb98 (具有316°C至322°C的熔點(diǎn))；銅焊材料，例如Au88Ga12 (具有381°C的熔點(diǎn))(所有下標(biāo)表示的是原子百分比at% )。應(yīng)注意，在加熱半導(dǎo)體發(fā)光元件和次載具以結(jié)合在一起、以及加熱熱沉和次載具以結(jié)合在一起的情況中，形成將在后面的過程中加熱的粘合層或熔接材料層的材料的熔點(diǎn)必須低于形成將在之前的過程中加熱的熔接材料層或粘合層的材料的熔點(diǎn)。在 同時(shí)加熱半導(dǎo)體發(fā)光元件和次載具、以及熱沉和次載具以結(jié)合在一起的情況中，允許使用與形成熔接材料層和粘合層的材料相同的材料。允許用PVD方法形成熔接材料層和粘合層，例如真空沉積方法或?yàn)R射方法，并允許用例如蝕刻方法或剝離方法形成對準(zhǔn)標(biāo)記。形成次載具的材料的實(shí)例包括A1N、鉆石、Si和SiC，形成熱沉的材料的實(shí)例包括銅、銅-鎢、銅合金、鉄、不銹鋼、鋁、鋁合金、鎢、鑰、銅-鑰和鋁-碳化硅?？捎靡阎姆椒ㄐ纬纱屋d具和熱沉。此外，包括上述各種優(yōu)選形式和構(gòu)造在內(nèi)，在根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具中，在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具組件中，和在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具裝配方法中，對準(zhǔn)標(biāo)記可與半導(dǎo)體發(fā)光元件重疊，或者對準(zhǔn)標(biāo)記可不與半導(dǎo)體發(fā)光元件重疊。在前一種情況中，半導(dǎo)體發(fā)光元件可由允許從半導(dǎo)體發(fā)光元件的上方識別對準(zhǔn)標(biāo)記的材料(例如基于GaN的化合物半導(dǎo)體)制成，或者，設(shè)置于半導(dǎo)體發(fā)光元件的對準(zhǔn)標(biāo)記上方的化合物可由透明材料制成。為了將半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝在次載具上，可將將在后面描述的第二電極安裝在次載具上，或可將將在后面描述的第一電極安裝在次載具上。在前一種情況中，將化合物半導(dǎo)體層和基板以此順序?qū)訅涸诖屋d具上；因此，以所謂的向下連接方式安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件。另ー方面，在后一種情況中，將基板和化合物半導(dǎo)體層以此順序?qū)訅涸诖屋d具上；因此，以所謂的向上連接方式安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件。此外，包括上述各種優(yōu)選形式和構(gòu)造在內(nèi)，在根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具中、在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具組件中、和在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具裝配方法中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面可從次載具突出，從而允許以所謂的向下連接方式安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件，并允許進(jìn)ー步改進(jìn)用熱沉冷卻半導(dǎo)體發(fā)光元件的效果。角度0WG可在0.1°彡Qwg彡10°的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在2°彡Qwg彡6°的范圍內(nèi)。在半導(dǎo)體發(fā)光元件具有脊條結(jié)構(gòu)的情況中，波導(dǎo)的軸線對應(yīng)于將在脊條結(jié)構(gòu)的寬度方向上連接兩個(gè)側(cè)面的線段的中點(diǎn)連接的直線或線段的組合。此外，該軸線相對于光入射/出射端面的法線傾斜(度)；然而，根據(jù)半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造，軸線可相對于光入射端面的法線、光出射端面的法線、或兩個(gè)光入射/出射端面的法線傾斜Θ we(度)。包括上述各種優(yōu)選形式和構(gòu)造(在下文中簡單地統(tǒng)稱為“該技木”)在內(nèi)，在根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具中、在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具組件中、和在根據(jù)該技術(shù)的第一和第二實(shí)施方式的次載具裝配方法中，在半導(dǎo)體發(fā)光元件由激光二極管元件構(gòu)成的情況中，激光二極管元件可以是已知的連續(xù)波激光二極管元件，或脈沖激光ニ極管元件。在后一種情況中，構(gòu)成模式鎖定激光二極管元件的激光二極管元件的實(shí)例包括設(shè)置有發(fā)光區(qū)域和飽和吸收區(qū)域的激光二極管元件，更具體來說，允許用發(fā)光區(qū)域和飽和吸收區(qū)域的布置狀態(tài)將激光二極管元件分類成發(fā)光區(qū)域和飽和吸收區(qū)域在垂直方向上布置的SAL(飽和吸收層)型和WI (低折射率波導(dǎo))型，以及發(fā)光區(qū)域和飽和吸收區(qū)域在共振器(波導(dǎo))方向上并列放置的多電極(multi-section)型。這里，作為多電極型激光二極管元件的ー種形式，兩部分(bisection)型激光二極管元件可包括
(a)層壓結(jié)構(gòu)體，通過按順序?qū)訅旱谝粚?dǎo)電類型的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第一化合物半導(dǎo)體層、由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成并具有發(fā)光區(qū)域和飽和吸收區(qū)域的第三化合物半導(dǎo)體層(活性層)，和第二導(dǎo)電類型的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第二化合物半導(dǎo)體層來構(gòu)造，第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型不同；(b)形成于第二化合物半導(dǎo)體層上的第二電極；以及(C)與第一化合物半導(dǎo)體層電連接的第一電極，其中，用分隔槽將第二電極分離成第一部分和第二部分，第一部分被構(gòu)造為通過使電流通過發(fā)光區(qū)域到達(dá)第一電極來產(chǎn)生正向偏壓狀態(tài)，第二部分被構(gòu)造為對飽和吸收區(qū)域施加電場。應(yīng)注意，為了方便，可將具有這種構(gòu)造的激光二極管元件叫作“該技術(shù)中的激光二極管元件”。然后，希望第二電極的第一部分和第二部分之間的電阻高達(dá)第二電極和第一電極之間的電阻的IX10倍或更多，優(yōu)選地IX IO2倍或更多，更優(yōu)選地IX IO3倍或更多。應(yīng)注意，為了方便，該技術(shù)中的這種激光二極管元件叫作“具有第一構(gòu)造的激光二極管元件”?；蛘?，希望第二電極的第一部分和第二部分之間的電阻是I Xio2 Ω或更多，優(yōu)選地I XlO3 Ω或更多，更優(yōu)選地I Xio4 Ω或更多。應(yīng)注意，為了方便，該技術(shù)中的這種激光二極管元件叫作“具有第二構(gòu)造的激光二極管元件”。在具有第一構(gòu)造或第二構(gòu)造的激光二極管元件中，第二電極的第一部分和第二部分之間的電阻高達(dá)第二電極和第一電極之間的電阻的10倍或更多，或是I XlO2 Ω或更多。因此，允許可靠地抑制從第二電極的第一部分流至其第二部分的泄漏電流。換句話說，在允許增加注入發(fā)光區(qū)域(載流體注入?yún)^(qū)域、増益區(qū)域)的電流的同時(shí)，允許增加施加至飽和吸收區(qū)域(載流體非注入?yún)^(qū)域)的反向偏壓Vsa;因此，可實(shí)現(xiàn)具有短脈沖持續(xù)時(shí)間的激光的單ー模式的模式鎖定操作。然后，可僅通過用分隔槽將第二電極分離成第一部分和第二部分來實(shí)現(xiàn)第二電極的第一部分和第二部分之間的這種高電阻。在具有第一構(gòu)造或第二構(gòu)造的激光二極管元件中，通過使電流從第二電極的第一部分通過發(fā)光區(qū)域到達(dá)第一電極來產(chǎn)生正向偏壓狀態(tài)，并在第一電極和第二電極的第二部分之間施加電壓以對飽和吸收區(qū)域施加電場，從而允許執(zhí)行模式鎖定操作。此外，希望有一種在第一電極和第二部分之間施加反向偏壓的構(gòu)造，即第一電極和第二部分分別是正極和負(fù)極的構(gòu)造。應(yīng)注意，可對第二電極的第二部分施加被施加至第二電極的第一部分的脈沖電流、與脈沖電壓同步的脈沖電流或脈沖電壓，或可對第二電極的第二部分施加直流偏壓。此外，在使電流從第二電極通過發(fā)光區(qū)域到達(dá)第一電極的同時(shí)，可從第二電極通過發(fā)光區(qū)域?qū)Φ谝浑姌O施加外部電信號，以在電流上重疊。因此，允許使光脈沖和外部電信號同歩?；蛘?，允許光信號從層壓結(jié)構(gòu)體的光入射端面進(jìn)入。因此，允許使光脈沖和光信號同歩。此外，在該技術(shù)中的激光二極管元件中，第三化合物半導(dǎo)體可具有，但不限干，包括阱層和阻擋層的量子阱結(jié)構(gòu)，阱層的厚度在Inm至IOnm的范圍內(nèi)(包括Inm和IOnm)，優(yōu)選地在Inm至8nm的范圍內(nèi)(包括Inm和8nm)，阻擋層中的雜質(zhì)的摻雜濃度在2X IO18CnT3至
1X IO20CnT3 的范圍內(nèi)(包括 2 X IO18CnT3 和 I X IO20CnT3)，優(yōu)選地在 I X IO19CnT3 至 I X IO20CnT3的范圍內(nèi)(包括I X IO19CnT3和I X 102°cnT3)。應(yīng)注意，為了方便，該技術(shù)中的這種激光二極管元件可叫作“具有第三構(gòu)造的激光二極管元件”。當(dāng)將組成第三化合物半導(dǎo)體層的阱層的厚度確定在Inm至IOnm的范圍內(nèi)(包括Inm和IOnm)并將組成第三化合物半導(dǎo)體層的阻擋層中的雜質(zhì)的摻雜濃度確定在
2X IO1W3至I X IO20cnT3的范圍內(nèi)(包括2 X IO18cnT3和I X IO20cnT3)吋，即，當(dāng)減小阱層的厚度并增加第三化合物半導(dǎo)體層的載流體時(shí)，允許減小壓電極化的效果，并允許獲得能夠產(chǎn)生短持續(xù)時(shí)間的具有更少數(shù)量的子脈沖分量的單模光脈沖的激光光源。此外，允許用最低可能的反向偏壓實(shí)現(xiàn)模式鎖定驅(qū)動(dòng)，并允許產(chǎn)生與外部信號(電信號和光信號)同步的光脈沖串。包括在阻擋層中的雜質(zhì)可以是，但不限于，硅(Si)，雜質(zhì)可以是氧(O)。具有第一至第三構(gòu)造的激光二極管元件可以是具有脊條型的分限異質(zhì)結(jié)構(gòu)(SCH結(jié)構(gòu))的激光二極管元件。此外，在該技術(shù)中的激光二極管元件中，希望第二電極的寬度在O. 5μπι至50μπι的范圍內(nèi)(包括O. 5 μ m和50 μ m),優(yōu)選地在Ιμπι至5μηι的范圍內(nèi)(包括I μ m和5 μ m),脊條結(jié)構(gòu)的高度在O. I μ m至10 μ m的范圍內(nèi)(包括O. Ιμπι和10 μ m)，優(yōu)選地在O. 2 μ m至I μ m的范圍內(nèi)(包括O. 2 μ m和I μ m)，并且，將第二電極分離成第一部分和第二部分的分隔槽的寬度在Iym以上以及共振器的長度的50%以下的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在IO μ m以上以及共振器的長度的10%以下的范圍內(nèi)。共振器長度可以是例如O. 6_，但不限于此。此外，脊條結(jié)構(gòu)的寬度可以是例如2μπι以下，脊條結(jié)構(gòu)的寬度的下限可以是例如O. 8 μ m，但其不限于此。從位于第二化合物半導(dǎo)體層中的脊條結(jié)構(gòu)的兩個(gè)側(cè)面外部的部分的頂面到第三化合物半導(dǎo)體層(活性層)的距離(D)優(yōu)選地是I. OX 10_7m(O. Ιμπι)以上。當(dāng)以這種方式確定距離(D)時(shí)，允許在第三化合物半導(dǎo)體層的兩側(cè)上(稱作“Y方向”)可靠地形成飽和吸收區(qū)域。可在閾值電流的上升、溫度特性、長期驅(qū)動(dòng)中的電流上升速度的減小等的基礎(chǔ)上確定距離(D)的上限。應(yīng)注意，在以下描述中，將共振器長度方向或波導(dǎo)延伸的方向定義為X方向，并將層壓結(jié)構(gòu)體的厚度方向定義為Z方向。此外，在包括上述優(yōu)選形式的該技術(shù)中的激光二極管元件中，或在組成該技術(shù)中的半導(dǎo)體發(fā)光元件的半導(dǎo)體光學(xué)放大器中，(為了方便，在下文中可稱作“該技術(shù)中的半導(dǎo)體光學(xué)放大器”)，第二電極可由鈀(Pd)單層、鎳(Ni)單層、鉬(Pt)單層、鈀層/鉬層層壓結(jié)構(gòu)(在該結(jié)構(gòu)中，鉬層與第二化合物半導(dǎo)體層接觸)或鈀層/鎳層層壓結(jié)構(gòu)(在該結(jié)構(gòu) 中，鈀層與第二化合物半導(dǎo)體層接觸)構(gòu)成。應(yīng)注意，在下金屬層由鈀制成且上金屬層由鎳制成的情況中，希望上金屬層的厚度是O. Ιμπι以上，優(yōu)選地O. 2μπ 以上?；蛘?，第二電極優(yōu)選地由IE (Pd)單層構(gòu)成,在此情況中，希望其厚度是20nm以上,優(yōu)選地50nm以上?；蛘撸诙姌O優(yōu)選地由鈀(Pd)單層、鎳(Ni)單層、鉬(Pt)單層、或包括與第二化合物半導(dǎo)體層接觸的下金屬層和上金屬層的層壓結(jié)構(gòu)構(gòu)成(其中，下金屬層由選自由鈀、鎳和鉬組成的組中的一種類型的金屬制成，上金屬層由具有一定的蝕刻速率的金屬制成，在將在后面描述的步驟(D)中形成第二電極中的分隔槽的情況中，該蝕刻速率等于、基本上等于或高于下金屬層的蝕刻速率)。此外，希望用來在將在后面描述的步驟(D)中形成第二電極中的分隔槽的蝕刻劑是王水、硝酸、硫酸、鹽酸，或從其中選擇的兩種或多種類型的混合溶液(具體來說，硝酸和硫酸的混合溶液，或硫酸和鹽酸的混合溶液)。希望第二電極的寬度在O. 5 μ m至50 μ m的范圍內(nèi)(包括O. 5 μ m和50 μ m)，優(yōu)選地在I μ m至5 μ m的范圍內(nèi)(包括 I μ m 和 5 μ m)。在包括上述優(yōu)選構(gòu)造和形式的該技術(shù)中的激光二極管元件中，飽和吸收區(qū)域的長度可比發(fā)光區(qū)域的長度短?；蛘撸诙姌O的長度(第一部分和第二部分的總長)可比第三化合物半導(dǎo)體層(活性層)的長度短。第二電極的第一部分和第二部分的具體布置狀態(tài)包括(I)這樣的狀態(tài)提供第二電極的ー個(gè)第一部分和第二電極的ー個(gè)第二部分，并在第ニ電極的第一部分和第二電極的第二部分之間設(shè)置分隔槽；(2)這樣的狀態(tài)提供ー個(gè)第二電極的第一部分和兩個(gè)第二電極的第二部分，第一部分的一端面向ー個(gè)第二部分，在其之間具有ー個(gè)分隔槽，第一部分的另一端面向另ー第二部分，在其之間具有另一分隔槽；以及(3)這樣的狀態(tài)提供兩個(gè)第二電極的第一部分和ー個(gè)第二電極的第二部分，第ニ部分的一端面向ー個(gè)第一部分，在其之間具有ー個(gè)分隔槽，第二部分的另一端面向另ー第一部分，在其之間具有另一分隔槽(也就是說，第二電極具有第二部分夾在第一部分之間的構(gòu)造)。更寬泛地，布置狀態(tài)包括(4)這樣的狀態(tài)提供N個(gè)第二電極的第一部分和(N-I)個(gè)第二電極的第二部分，在第二電極的第一部分之間夾有第二電極的第二部分；(5)這樣的狀態(tài)提供N個(gè)第二電極的第二部分和(N-I)個(gè)第二電極的第一部分，在第二電極的第二部分之間夾有第二電極的第一部分；以及(6)這樣的狀態(tài)提供N個(gè)第二電極的第二部分和N個(gè)第二電極的第一部分，將第ニ電極的第二部分與第二電極的第一部分對準(zhǔn)。應(yīng)注意換句話說，狀態(tài)(4)和(5)分別是(4’ )和(5，)狀態(tài)，在(4’ )狀態(tài)中，提供N個(gè)發(fā)光區(qū)域(載流體注入?yún)^(qū)域、増益區(qū)域)和(N-I)個(gè)飽和吸收區(qū)域(載流體非注入?yún)^(qū)域)，在發(fā)光區(qū)域之間夾有飽和吸收區(qū)域，在(5 ，)狀態(tài)中，提供N個(gè)飽和吸收區(qū)域(載流體非注入?yún)^(qū)域)和(N-I)個(gè)發(fā)光區(qū)域(載流體注入?yún)^(qū)域、増益區(qū)域)，在飽和吸收區(qū)域之間夾有發(fā)光區(qū)域。應(yīng)注意，當(dāng)采用構(gòu)造(3)、(5)和(5，)時(shí)，在具有第一至第三構(gòu)造的激光ニ極管元件的發(fā)光端面中不太可能出現(xiàn)損壞。允許用以下方法制造該技術(shù)中的激光二極管元件。更具體來說，允許用包括以下步驟的方法制造激光二極管(A)形成層壓結(jié)構(gòu)體，通過按順序?qū)訅旱谝粚?dǎo)電類型的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第一化合物半導(dǎo)體層、由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成并具有發(fā)光區(qū)域和飽和吸收區(qū)域的第三化合物半導(dǎo)體層，和第二導(dǎo)電類型的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第二化合物半導(dǎo)體層來構(gòu)造所述層壓結(jié)構(gòu)體，第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型不同；
(B)在第二化合物半導(dǎo)體層上形成第二電極；
(C)通過用第二電極作為蝕刻掩模蝕刻第二化合物半導(dǎo)體層的一部分或整體來形成脊條結(jié)構(gòu)；并且(D)形成用于在第二電極中形成分隔槽的阻擋層，然后通過濕法蝕刻方法用阻擋層作為濕法蝕刻掩模在第二電極中形成分隔槽，從而用分隔槽將第二電極分離成第一部分和第二部分。然后，當(dāng)采用這種制造方法時(shí)，具體來說，當(dāng)通過用第二電極作為蝕刻掩模蝕刻第ニ化合物半導(dǎo)體層的一部分或整體來形成脊條結(jié)構(gòu)時(shí)，即通過用經(jīng)圖案化的第二電極作為蝕刻掩模的自對準(zhǔn)方式，在第二電極和脊條結(jié)構(gòu)之間不會(huì)出現(xiàn)不對準(zhǔn)。此外，優(yōu)選地用濕法蝕刻方法在第二電極中形成分隔槽。因此，當(dāng)采用濕法蝕刻方法時(shí)，與干法蝕刻方法不同，允許抑制第二化合物半導(dǎo)體層的光學(xué)和電學(xué)特性的劣化。因此，允許可靠地防止發(fā)光特性的劣化。應(yīng)注意，根據(jù)將制造的激光二極管元件的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)，在步驟(C)中，可在厚度方向上部分地蝕刻第二化合物半導(dǎo)體層，或可在厚度方向上完全蝕刻第二化合物半導(dǎo)體層，或可在厚度方向上蝕刻第二化合物半導(dǎo)體層和第三化合物半導(dǎo)體層，或可在厚度方向上部分地蝕刻第二化合物半導(dǎo)體層和第三化合物半導(dǎo)體層，并進(jìn)一歩部分地蝕刻第一化合物半導(dǎo)體層。此外，在步驟(D)中，希望滿足ERcZER1彡I X 10，優(yōu)選地ERcZER1彡1X102，其中，在分隔槽形成于第二電極中的情況中，第二電極的蝕刻速率和層壓結(jié)構(gòu)體的擴(kuò)散率分別是ERtl和ER115當(dāng)ERノERji足這種關(guān)系時(shí)，允許不蝕刻層壓結(jié)構(gòu)體地可靠地蝕刻第二電極(或僅稍微蝕刻層壓結(jié)構(gòu)體)。該技術(shù)中的半導(dǎo)體光學(xué)放大器可由透射型半導(dǎo)體光學(xué)放大器構(gòu)成，但不限于此，并可由反射型半導(dǎo)體光學(xué)放大器、共振半導(dǎo)體光學(xué)放大器或單片式半導(dǎo)體光學(xué)放大器構(gòu)成。在此情況中，透射型半導(dǎo)體光學(xué)放大器可包括(a)層壓結(jié)構(gòu)體，通過按順序?qū)訅旱谝粚?dǎo)電類型的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第一化合物半導(dǎo)體層、由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成并具有光學(xué)放大區(qū)域(載流體注入?yún)^(qū)域、増益區(qū)域)的第三化合物半導(dǎo)體層，和第二導(dǎo)電類型的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第二化合物半導(dǎo)體層來構(gòu)造，第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型不同；(b)形成于第二化合物半導(dǎo)體層上的第二電極；以及(C)與第一化合物半導(dǎo)體層電連接的第一電極。在這種半導(dǎo)體光學(xué)放大器中，層壓結(jié)構(gòu)體可具有脊條結(jié)構(gòu)。此外，可在從光出射端面到層壓結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部的區(qū)域中沿著半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線設(shè)置載流體非注入?yún)^(qū)域，例如，載流體非注入?yún)^(qū)域沿著半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線的長度Ln。(載流體非注入?yún)^(qū)域的寬度)可在Ιμπι至ΙΟΟμπι的范圍內(nèi)。此外，可在從光入射端面到層壓結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部的區(qū)域中沿著半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線設(shè)置載流體非注入?yún)^(qū)域?？稍谠摷夹g(shù)中的半導(dǎo)體光學(xué)放大器的光入射端面和光出射端面上或該技術(shù)中的激光二極管元件的光出射端面上形成低反射涂層，該涂層由包括選自由氧化鈦層、氧化鉭層、氧化鋯層、氧化硅層和氧化鋁層組成的組中的層的層壓結(jié)構(gòu)構(gòu)成。
雖然其取決于形式，但是該技術(shù)中的半導(dǎo)體光學(xué)放大器可基本上采用上述的該技術(shù)中的激光二極管元件的各種構(gòu)造。此外，雖然其取決于形式，但是該技術(shù)中的半導(dǎo)體光學(xué)放大器可基本上用與上述制造該技術(shù)中的激光二極管元件的方法相似的制造方法制造，但是制造方法不限于此。
在該技術(shù)中的半導(dǎo)體光學(xué)放大器中，激光光源可由該技術(shù)中的上述激光二極管元件構(gòu)成，并且，從激光二極管元件發(fā)出的脈沖激光可進(jìn)入半導(dǎo)體光學(xué)放大器，在此情況中，激光光源可按照模式鎖定操作發(fā)出脈沖激光。然而，激光光源不限于此，并可由已知的連續(xù)波激光二極管光源、各種方式和形式(包括増益轉(zhuǎn)換方式和損耗轉(zhuǎn)換方式(Q轉(zhuǎn)換方式))的任何已知的脈沖激光光源或諸如鈦/藍(lán)寶石激光的激光光源構(gòu)成。應(yīng)注意，該技術(shù)中的半導(dǎo)體光學(xué)放大器不將光信號轉(zhuǎn)換成電信號地直接放大光信號本身，具有獲得最小共振器效果的激光結(jié)構(gòu)，并用半導(dǎo)體光學(xué)放大器的光學(xué)増益放大入射光。換句話說，例如，如上所述，該技術(shù)中的半導(dǎo)體光學(xué)放大器可具有與該技術(shù)中的激光二極管元件的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)基本上相同或不同的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)。在包括上述優(yōu)選構(gòu)造和形式的該技術(shù)中的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，具體來說，層壓結(jié)構(gòu)體可由基于AlGaInN的化合物半導(dǎo)體制成。具體的基于AlGaInN的化合物半導(dǎo)體包括GaN、AlGaN、GaInN和AlGalnN。此外，這些化合物半導(dǎo)體可根據(jù)需求而包括硼(B)原子、鉈(Tl)原子、神(As)原子、磷(P)原子，或銻(Sb)原子。此外，希望具有光學(xué)放大區(qū)域或發(fā)光區(qū)域(増益區(qū)域)和飽和吸收區(qū)域的第三化合物半導(dǎo)體層(活性層)具有量子阱結(jié)構(gòu)。更具體來說，第三化合物半導(dǎo)體層可具有單量子阱結(jié)構(gòu)(QW結(jié)構(gòu))或多量子阱結(jié)構(gòu)(MQW結(jié)構(gòu))。帶有量子阱結(jié)構(gòu)的第三化合物半導(dǎo)體層(活性層)具有通過層壓一個(gè)或多個(gè)阱層和一個(gè)或多個(gè)阻擋層而構(gòu)成的結(jié)構(gòu)；然而，(形成阱層的化合物半導(dǎo)體、形成阻擋層的化合物半導(dǎo)體)的組合的實(shí)例包括(InyGa(1_y)N，GaN)、(InyGa(1_y)N，InzGa(1_z)N)(其中 y > z)，以及(InyGa(トy)N，AlGaN)。此外，在包括上述優(yōu)選構(gòu)造和形式的該技術(shù)中的半導(dǎo)體發(fā)光元件中，第二化合物半導(dǎo)體層可具有超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)，在該結(jié)構(gòu)中，交替地層壓P型GaN層和P型AlGaN層，超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的厚度可以是O. 7μπι或更小。當(dāng)采用這種超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)時(shí)，在保持作為包覆層所必需的高折射率的同時(shí)，允許減小半導(dǎo)體發(fā)光元件的串聯(lián)電阻分量，從而導(dǎo)致減小半導(dǎo)體發(fā)光元件的工作電壓。應(yīng)注意，超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的厚度的下限可以是，但不限于，例如0.3 μ m，組成超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的P型GaN層的厚度可以在Inm至5nm的范圍內(nèi)，組成超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的P型AlGaN層的厚度可以在Inm至5nm的范圍內(nèi)，p型GaN層和p型AlGaN層的總層數(shù)可以在60層至300層的范圍內(nèi)。此外，從第三化合物半導(dǎo)體層到第二電極的距離可以是I μ m以下，優(yōu)選地O. 6 μ m以下。當(dāng)以這種方式確定從第三化合物半導(dǎo)體層到第二電極的距離時(shí)，允許減小具有高電阻的P型第二化合物半導(dǎo)體層的厚度，以實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體發(fā)光元件的工作電壓的減小。應(yīng)注意，從第三化合物半導(dǎo)體層到第二電極的距離的下限可以是，但不限于，例如0.3 μ m。此外，用
IX IO19CnT3以上的Mg摻雜第二化合物半導(dǎo)體層；第二化合物半導(dǎo)體層相對于來自第三化合物半導(dǎo)體層的405nm的波長的光的吸收系數(shù)是50CHT1以上。在材料物理特性的基礎(chǔ)上設(shè)置Mg的原子濃度，其中，在2X IO19CnT3的原子濃度時(shí)表現(xiàn)出最大空穴濃度，Mg的原子濃度是實(shí)現(xiàn)最大空穴濃度的設(shè)計(jì)的結(jié)果，即，第二化合物半導(dǎo)體層的最小電阻率。確定第二化合物半導(dǎo)體層的吸收系數(shù)，以將半導(dǎo)體發(fā)光元件的電阻減到最小，結(jié)果，來自第三化合物半導(dǎo)體層的光的吸收系數(shù)典型地是50CHT1。然而，可有目的地將Mg的摻雜量設(shè)置為2X IO19CnT3以上的濃度，以增加吸收系數(shù)。在此情況中，實(shí)現(xiàn)實(shí)際空穴濃度的Mg的摻雜量的上限是，例如8X1019cm_3。此外，第二化合物半導(dǎo)體層從第三化合物半導(dǎo)體層側(cè)按順序包括未摻雜化合物半導(dǎo)體層和P型化合物半導(dǎo)體層，并且，從第三化合物半導(dǎo)體層到P型化合物半導(dǎo)體層的距離可以是I. 2X 10-7m以下。當(dāng)以這種方式確定從第三化合物半導(dǎo)體層到P型化合物半導(dǎo)體層的距離時(shí)，允許不減小內(nèi)部量子效率地抑制內(nèi)部損耗，從而允許激光振蕩開始的閾值電流Ith減小。應(yīng)注意，從第三化合物半導(dǎo)體層到P型化合物半導(dǎo)體層的距離的下限可以是，但不限于，例如5X10_8m。此外，在脊條結(jié)構(gòu)的兩個(gè)側(cè)面上形成由Si02/Si層壓結(jié)構(gòu)構(gòu)成的層壓絕緣膜；脊條結(jié)構(gòu)和層壓絕緣膜之間的有效折射率的差可以在5X 10_3至IX 10_2的范圍內(nèi)。當(dāng)使用這種層壓絕緣膜吋，即使在超過100毫瓦的高功率操作中，也允許保持單一基本橫向模式。此外，第二化合物半導(dǎo)體層可具有，例如，通過從第三化合物半導(dǎo)體層ー側(cè)按順序?qū)訅何磽诫sGaInN層(p側(cè)光導(dǎo)層)、未摻雜AlGaN層(p側(cè)包覆層)、Mg摻雜的AlGaN 層(電子阻擋層)、GaN層(Mg摻雜的)/AlGaN層超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)(超點(diǎn)陣包覆層)和Mg摻雜的GaN層(P側(cè)接觸層)來構(gòu)造的結(jié)構(gòu)。希望在第三化合物半導(dǎo)體層中形成阱層的化合物半導(dǎo)體的帶隙是2. 4eV以上。此外，希望從第三化合物半導(dǎo)體層(活性層)發(fā)出的激光的波長在360nm至500nm的范圍內(nèi)，優(yōu)選地400nm至410nm。顯然,可適當(dāng)?shù)亟M合上述各種構(gòu)成。如上所述，在第二化合物半導(dǎo)體層中，可在第三化合物半導(dǎo)體層和電子阻擋層之間形成未摻雜化合物半導(dǎo)體層(例如，未摻雜GaInN層或未摻雜AlGaN層)。此外,可在第三化合物半導(dǎo)體層和未摻雜化合物半導(dǎo)體層之間形成作為光導(dǎo)層的未摻雜GaInN層。第二化合物半導(dǎo)體層的最上層可由Mg摻雜的GaN層(P側(cè)接觸層)占據(jù)。組成該技術(shù)中的半導(dǎo)體發(fā)光元件的各種基于GaN的化合物半導(dǎo)體層按順序形成于基板上，除了藍(lán)寶石基板以外，基板的實(shí)例包括GaAs基板、GaN基板、SiC基板、氧化鋁基板、ZnS基板、ZnO基板、AlN基板、LiMgO基板、LiGaO2基板、MgAl2O4基板、InP基板、Si基板，以及具有基底層或緩沖層所形成于的表面(主表面)的這些基板中的ー個(gè)。在基于GaN的化合物半導(dǎo)體層形成于基板上的情況中，GaN基板由于低缺陷密度而通常是優(yōu)選的；然而，已知GaN基板根據(jù)生長平面而表現(xiàn)出極性、非極性或半極性。此外，形成各種組成該技術(shù)中的半導(dǎo)體發(fā)光元件的基于GaN的化合物半導(dǎo)體層的方法包括金屬有機(jī)化學(xué)蒸汽沉積方法(M0CVD方法、MOVPE方法)、分子束外延方法(MBE方法)、鹵素促進(jìn)傳送或反應(yīng)的氫化物蒸汽沉積方法，等等。MOCVD方法中的有機(jī)鎵源氣體的實(shí)例包括三甲基鎵(TMG)氣體和三こ基鎵(TEG)氣體，氮源氣體的實(shí)例包括氨氣和肼氣。為了形成η型導(dǎo)電類型的基于GaN的化合物半導(dǎo)體層，例如，可將硅(Si)作為η型雜質(zhì)(η型摻雜劑)添加，并且，為了形成P型導(dǎo)電類型的基于GaN的化合物半導(dǎo)體層，例如，可將鎂(Mg)作為P型雜質(zhì)(P型摻雜劑)添加。當(dāng)將鋁(Al)或銦(In)包括為基于GaN的化合物半導(dǎo)體層的組成原子時(shí)，可用三甲基鋁(TMA)氣體作為Al源，并可用三甲基銦(TMI)氣體作為In源。另外，可用甲硅烷(SiH4)作為Si源，并可用環(huán)戊ニ烯鎂氣體、甲基環(huán)戊ニ烯鎂或雙(環(huán)戊ニ烯)鎂(Cp2Mg)作為Mg源。應(yīng)注意，除了 Si以外，η型雜質(zhì)(η型摻雜劑)的實(shí)例包括Ge、Se、Sn、C、Te、S、O、Pd和Po，并且，除T Mg以外，P型雜質(zhì)(P型摻雜劑)的實(shí)例包括Zn、Cd、Be、Ca、Ba、C、Hg和Sr。
當(dāng)?shù)谝粚?dǎo)電類型是η型導(dǎo)電類型吋，與η型導(dǎo)電類型的第一化合物半導(dǎo)體層電連接的第一電極優(yōu)選地具有包括ー種或多種類型的從以下組中選擇的金屬的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，所述組由金(Au)、銀(Ag)、鈀(Pd)、鋁(Al)、鈦(Ti)、鎢(W)、銅(Cu)、鋅(Zn)、錫(Sn)和銦(In)組成，這種多層結(jié)構(gòu)的實(shí)例可包括Ti/Au、Ti/Al和Ti/Pt/Au。第一電極與第一化合物半導(dǎo)體層電連接，并且，第一電極與第一化合物半導(dǎo)體層電連接的狀態(tài)包括在第一化合物半導(dǎo)體層上形成第一電極的狀態(tài)和第一電極通過導(dǎo)電材料層或?qū)щ娀迮c第一化合物半導(dǎo)體層連接的狀態(tài)。允許用例如真空沉積方法或?yàn)R射方法的PVD方法形成第一電極和第二電極。可在第一電極或第二電極上形成焊墊電極，以允許第一電極或第二電極與外部電極或電路電連接。希望焊墊電極具有包括ー種或多種類型的從以下組中選擇的金屬的單層結(jié)構(gòu)或多層結(jié)構(gòu)，所述組由鈦(Ti)、鋁(Al)、鉬(Pt)、金(Au)和鎳(Ni)組成。或者，焊墊電極可具有諸如Ti/Pt/Au或Ti/Au的多層結(jié)構(gòu)。該技術(shù)中的激光二極管元件可進(jìn)ー步包括外反射鏡。換句話說，激光二極管元件 可以是外共振器型的激光二極管元件?；蛘?，激光二極管元件可以是單片型的激光二極管元件。應(yīng)注意，外共振器型的激光二極管元件可以是聚光型的或準(zhǔn)直型的。在外共振器型的激光二極管元件中，發(fā)出光脈沖的層壓結(jié)構(gòu)體的光出射端面的光反射率優(yōu)選地是O. 5%以下。應(yīng)注意，該光反射率比相關(guān)領(lǐng)域中的激光二極管元件中的發(fā)出光脈沖的層壓結(jié)構(gòu)體的光出射端面的光反射率(典型地在5%至10%的范圍內(nèi))小得多。在外共振器型的激光二極管元件中，希望外共振器長度(X’，單位mm)是O < X’ < 1500，優(yōu)選地30 < X’ < 150。本技術(shù)可應(yīng)用于，例如，諸如光盤系統(tǒng)的領(lǐng)域、通信領(lǐng)域、光信息領(lǐng)域、光電集成電路、非線性光學(xué)現(xiàn)象的應(yīng)用領(lǐng)域、光開關(guān)、各種分析領(lǐng)域，例如激光測量領(lǐng)域、超快光譜學(xué)領(lǐng)域、多相激發(fā)光譜學(xué)領(lǐng)域、質(zhì)量分析領(lǐng)域、使用多光子吸收的顯微光譜學(xué)領(lǐng)域、化學(xué)反應(yīng)的量子控制、納米三維處理領(lǐng)域、各種使用多光子吸收的處理領(lǐng)域、醫(yī)療領(lǐng)域和生物成像領(lǐng)域。[實(shí)施例I]實(shí)施例I涉及根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具、根據(jù)該技術(shù)的第一實(shí)施方式的次載具組件，和根據(jù)該技術(shù)的第一實(shí)施方式的次載具裝配方法。圖IA示出了實(shí)施例I的次載具組件的示意性平面圖，圖IB示出了沿著圖IA的箭頭B-B剖開的示意性端視圖。此外，圖10示出了沿著包括激光二極管元件的波導(dǎo)的軸線的假想垂直平面剖開的實(shí)施例I中的激光二極管元件的示意性端視圖，圖11示出了沿著垂直于激光二極管元件的波導(dǎo)的軸線的假想垂直平面剖開的實(shí)施例I中的激光二極管元件的示意性端視圖。應(yīng)注意，圖10是沿著圖11的箭頭I-I剖開的示意性端視圖，圖11是沿著圖10的箭頭II-II剖開的示意性截面圖。實(shí)施例I中的次載具100是允許在其上固定包括波導(dǎo)11的半導(dǎo)體發(fā)光元件的次載具，波導(dǎo)11具有相對于半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面(特別地，實(shí)施例I中的光出射端面)的法線傾斜Qwe(度)的軸線，并由具有折射率ηΜ的半導(dǎo)體材料制成，次載具100由AlN制成。次載具100的安裝有半導(dǎo)體發(fā)光元件的第一表面101設(shè)置有用于固定半導(dǎo)體發(fā)光元件的熔接材料層103,并且允許以角度Qsm= SirT1Diui · sin( Θ ffG) /n0]識別的對準(zhǔn)標(biāo)記107形成于熔接材料層103中，其中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是IV此外，第二表面102設(shè)置有粘合層108。實(shí)施例I的次載具組件包括實(shí)施例I的半導(dǎo)體發(fā)光元件和允許在其上固定該半導(dǎo)體發(fā)光元件的實(shí)施例I的次載具100。實(shí)施例I的次載具組件進(jìn)ー步包括允許在其上安裝次載具100的熱沉110，次載具100安裝在熱沉110上，在其之間具有粘合層108。熱沉110由招制成。在實(shí)施例I中，半導(dǎo)體發(fā)光元件由激光二極管元件10構(gòu)成，更具體來說，由多電極型(更具體來說，兩部分型)模式鎖定激光二極管元件構(gòu)成，其中，發(fā)光區(qū)域和飽和吸收區(qū)域沿著波導(dǎo)(共振器)的軸線相対。以所謂的向上連接方式將激光二極管元件10安裝在次載具100上。 將在后面描述的實(shí)施例I或?qū)嵤├?中的具有405nm的發(fā)射波長的激光二極管元件10由ー個(gè)具有第一至第三構(gòu)造的激光二極管元件構(gòu)成，并包括(a)層壓結(jié)構(gòu)體，通過按順序?qū)訅旱谝粚?dǎo)電類型(具體來說，在各個(gè)實(shí)施例中為η型導(dǎo)電類型)的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第一化合物半導(dǎo)體層30、由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成并具有發(fā)光區(qū)域(増益區(qū)域)41和飽和吸收區(qū)域42的第三化合物半導(dǎo)體層(活性層)40，和第二導(dǎo)電類型(具體來說，在各個(gè)實(shí)施例中為P型導(dǎo)電類型)的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第二化合物半導(dǎo)體層50來構(gòu)造，第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型不同；(b)形成于第二化合物半導(dǎo)體層50上的第二電極62 ;以及(c)與第一化合物半導(dǎo)體層30電連接的第一電極61。具體來說，實(shí)施例I中的激光二極管元件10是具有脊條類型的分限異質(zhì)結(jié)構(gòu)(SCH結(jié)構(gòu))的激光二極管元件。更具體來說，激光二極管元件10是由為了藍(lán)光光盤系統(tǒng)而開發(fā)的折射率波導(dǎo)型(index guide)的AlGaInN制成的基于GaN的激光二極管元件,包括傾斜波導(dǎo)并具有脊條結(jié)構(gòu)。具體來說，第一化合物半導(dǎo)體層30、第三化合物半導(dǎo)體層40和第二化合物半導(dǎo)體層50由基于AlGaInN的化合物半導(dǎo)體制成，更具體來說，在實(shí)施例I中，其具有以下表I所示的層結(jié)構(gòu)。在此情況中，按照離η型GaN基板21的距離減小的順序，列出了表I中的化合物半導(dǎo)體層。另外，在第三化合物半導(dǎo)體層40中形成阱層的化合物半導(dǎo)體的帶隙是3. 06eV。實(shí)施例I中的激光二極管元件10設(shè)置在η型GaN基板21的(0001)平面上，第三化合物半導(dǎo)體層40具有量子阱結(jié)構(gòu)。η型GaN基板21的(0001)平面也稱作“C面”，是具有極性的晶面。[表 I]第二化合物半導(dǎo)體層50P型GaN接觸層(Mg摻雜的)55P型GaN (Mg摻雜的)/AlGaN超點(diǎn)陣包覆層54P型AlGaN電子阻擋層(Mg摻雜的)53未摻雜的AlGaN包覆層52未摻雜的GaInN光導(dǎo)層51第三化合物半導(dǎo)體層40GaInN量子阱活性層(講層Ga0.921% Q8N/ 阻擋層Gaa98 Ina02N)
第一化合物半導(dǎo)體層30η型GaN包覆層32η 型 AlGaN 包覆層 31這里，講層(兩層)10. 5nm未摻雜阻擋層(三層)14nm未摻雜此外，用RIE方法去除P型GaN接觸層55的一部分和p型GaN/AlGaN超點(diǎn)陣包覆 層54的一部分，以形成脊條結(jié)構(gòu)56。在脊條結(jié)構(gòu)56的兩側(cè)上形成由Si02/Si制成的層壓絕緣膜57。SiO2層是下層，Si層是上層。在此情況中，脊條結(jié)構(gòu)56和層壓絕緣膜57之間的有效折射率的差在5 X 10_3至I X 10_2的范圍內(nèi)(包括5 X 10_3和I X 10_2)，更具體來說是7X10_3。在與脊條結(jié)構(gòu)56的頂面相應(yīng)的P型GaN接觸層55上形成第二電極(p側(cè)歐姆電扱)62。另ー方面，在η型GaN基板21的背面上形成由Ti/Pt/Au制成的第一電極(η側(cè)歐姆電極)61。更具體來說，層壓絕緣膜57具有Si02/Si層壓結(jié)構(gòu)，脊條結(jié)構(gòu)的寬度是I. 5μπι。在實(shí)施例I中的激光二極管元件10中，P型AlGaN電子阻擋層53、ρ型GaN/AlGaN超點(diǎn)陣包覆層54和P型GaN接觸層55 (其都是Mg摻雜的化合物半導(dǎo)體層)與從第三化合物半導(dǎo)體層40及其周圍產(chǎn)生的光密度分布盡可能少地重疊，從而不減小內(nèi)部量子效率地減小內(nèi)部損耗。結(jié)果，激光振蕩開始時(shí)的閾值電流密度得以減小。更具體來說，從第三化合物半導(dǎo)體層40到P型AlGaN電子阻擋層53的距離d是O. 10 μ m，脊條結(jié)構(gòu)的高度是O. 30 μ m，設(shè)置于第二電極62和第三化合物半導(dǎo)體層40之間的第二化合物半導(dǎo)體層50的厚度是O. 50 μ m,設(shè)置于P型GaN/AlGaN超點(diǎn)陣包覆層54的第二電極62下方的一部分的厚度是 O. 40 u rrio在實(shí)施例I中的激光二極管元件10中，用分隔槽62C將第二電極62分離成第一部分62Α和第二部分62Β，第一部分62Α被構(gòu)造為通過使DC電流通過發(fā)光區(qū)域(増益區(qū)域)41到達(dá)第一電極61來產(chǎn)生正向偏壓狀態(tài)，第二部分62Β被構(gòu)造為對飽和吸收區(qū)域42施加電場(第二部分62Β被構(gòu)造為對飽和吸收區(qū)域42施加反向偏壓Vsa)。這里，第二電極62的第一部分62Α和第二部分62Β之間的電阻(可稱作“分離電阻”)高達(dá)第二電極62和第一電極61之間的電阻的IX 10倍以上，具體來說是其I. 5 X IO3倍。第二電極62的第一部分62Α和第二部分62Β之間的電阻(分離電阻)是IX IO2 Ω以上多，具體來說是I. 5 X IO4 Ω。在實(shí)施例I中的激光二極管元件10中，在其面向透鏡12的光出射端面上形成具有0.5%以下的反射率(r2)，優(yōu)選地0.3%以下的反射率的非反射涂層(AR)或低反射涂層。另ー方面，在激光二極管元件10中面向光出射端面的一個(gè)端面上形成具有85%以上的反射率(A)，優(yōu)選為95%以上的反射率的高反射涂層(HR)。在激光二極管元件10中面向光出射端面的端面?zhèn)壬显O(shè)置飽和吸收區(qū)域42。非反射涂層(低反射涂層)可具有包括兩種或多種類型的從以下組中選擇的層的層壓結(jié)構(gòu)，該組由氧化鈦層、氧化鉭層、氧化鋯層、氧化硅層和氧化鋁層組成。實(shí)施例I中的激光二極管元件10的脈沖重現(xiàn)頻率是IGHz。這里，面向激光二極管元件10的光出射端面的端面和外共振器之間的距離(X’ )是150mm。用外共振器長度X’確定光脈沖串的重現(xiàn)頻率，并用以下公式代表。這里，c是光速，η是波導(dǎo)的折射率。f = cバ2η · X，)
激光二極管元件10的共振器長度是600 μ m，第二電極62的第一部分62A、第二部分62B和分隔槽62C的長度分別是550 μ m、30 μ m和20 μ m。在這種激光二極管元件10中，當(dāng)通過第二電極62的第一部分62A的電流是100毫安，施加至第二電極62的第一部分62A的反向偏壓是18V(-18V)，在25°C的工作溫度下獲得9. O毫瓦的平均功率。在實(shí)施例I中，如圖IA和圖2至圖9所示，當(dāng)在次載具100上安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件吋，次載具100的軸線AXsm和半導(dǎo)體發(fā)光元件的軸線AXw彼此以Θ SM(度)相交。應(yīng)注意，在圖中，僅用交替的長短虛線來表示軸線AXsm和AXle的方向。實(shí)際軸線AXsm和AXle的位置與圖中所示的那些位置不同。此外，熔接材料層1 03設(shè)置有兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，連接兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線與次載具100的軸線以Θ SM(度)或(90- Θ SM)(度)相交。或者，熔接材料層103設(shè)置有ー個(gè)或多個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，對準(zhǔn)標(biāo)記107的軸線與次載具100的軸線以Θ SM(度)或(90- Θ SM)(度)相交。更具體來說，如圖IA所示，熔接材料層103設(shè)置有四個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，這四個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記107被布置為允許連接第一對準(zhǔn)標(biāo)記107和第二對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線與連接第三對準(zhǔn)標(biāo)記107和第四對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線和次載具100的軸線以Θ SM (度)相交，并允許連接第一對準(zhǔn)標(biāo)記107和第四對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線與連接第二對準(zhǔn)標(biāo)記107和第三對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線和次載具100的軸線以(90- Θ SM)(度)相交?；蛘撸鐖D2所示，熔接材料層103設(shè)置有三個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，這三個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記107被布置為允許連接第一對準(zhǔn)標(biāo)記107和第二對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線與連接第二對準(zhǔn)標(biāo)記107和第三對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線分別和次載具100的軸線以Θ SM(度)或(90- Θ SM)(度)相交?；蛘撸鐖D3和圖4所示，熔接材料層103設(shè)置有兩個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，這兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記107被布置為允許連接兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線與次載具100的軸線以(90- Θ SM)(度)(參考圖3)或0SM(度)(參考圖4)相交?；蛘?，如圖5所示，熔接材料層103設(shè)置有四個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，這四個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107被布置為允許第一條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107和第三條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107的軸線與次載具100的軸線以Θ SM (度)相交，并允許第二條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107和第四條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107的軸線與次載具100的軸線以(90- Θ SM)(度)相交?；蛘?，如圖6所示，熔接材料層103設(shè)置有三個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，這三個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107中的兩個(gè)被布置為允許這兩個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107的軸線與次載具100的軸線以(90- Θ SM)(度)相交，并且這三個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107被布置為允許剰余的ー個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107的軸線與次載具100的軸線以eSM(度)相交。或者，如圖7所示，這三個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107中的兩個(gè)被布置為允許這兩個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107的軸線與次載具100的軸線以Θ SM (度)相交，并且這三個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107被布置為允許剰余的ー個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107的軸線與次載具100的軸線以(90- Θ SM)(度)相交?；蛘撸鐖D8和圖9所示，熔接材料層103設(shè)置有兩個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，這兩個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107被布置為允許其軸線與次載具100的軸線以(90- Θ SM)(度)相交，或允許其軸線與次載具100的軸線以eSM(度)相交。應(yīng)注意，雖然未示出，但是可將兩個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107布置為允許ー個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107的軸線和另一條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107的軸線分別與次載具100的軸線以Θ SM(度)和(90- Θ SM)(度)相交。此外，熔接材料層103可設(shè)置有ー個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，這ー個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107被布置為允許其軸線與次載具100的軸線以Θ SM(度)和(90- Θ SM)(度)相交。在實(shí)施例I中，熔接材料層103具有從第一表面?zhèn)劝错樞虬ˋu層104和Au-Sn(Au80Sn20)合金層105的層壓結(jié)構(gòu)，對準(zhǔn)標(biāo)記107由設(shè)置于Au-Sn合金層105中的開ロ 106構(gòu)成，在開ロ 106的底部暴露Au層104。在具有這種兩層結(jié)構(gòu)的熔接材料層103中，Au-Sn合金層105的投影圖像包括在Au層104的投影圖像中，從而允許用連接エ藝將配線等與Au層104連接。應(yīng)注意,用例如真空沉積方法形成Au層104和Au-Sn合金層105。此夕卜，允許例如用剝離方法形成開ロ 106 (對準(zhǔn)標(biāo)記107)。
在實(shí)施例I的所示次載具組件中，對準(zhǔn)標(biāo)記107與半導(dǎo)體發(fā)光元件不重疊。然而，對準(zhǔn)標(biāo)記107不限于這種狀態(tài)，對準(zhǔn)標(biāo)記107可與半導(dǎo)體發(fā)光元件重疊。在此情況中，半導(dǎo)體發(fā)光元件必須由允許通過半導(dǎo)體發(fā)光元件從上方識別對準(zhǔn)標(biāo)記107的材料(例如基于GaN的化合物半導(dǎo)體)制成，或者，設(shè)置于半導(dǎo)體發(fā)光元件的對準(zhǔn)標(biāo)記107上方的部件可由透明材料制成。角度在0.1°彡9 彡10°的范圍內(nèi)，優(yōu)選地例如在2°彡0ffG^6°的范圍內(nèi)。在實(shí)施例I中，更具體來說，角度0we是5.0°。應(yīng)注意，角度0weil2.6°，其中nLE是 2. 5，n0 是 I. O ο如上所述，希望在第二化合物半導(dǎo)體層50上形成具有I XlO2 Ω的分離電阻的第ニ電極62。在基于GaN的激光二極管元件的情況中，與相關(guān)領(lǐng)域中的基于GaAs的激光二極管元件不同，由于P型導(dǎo)電類型的化合物半導(dǎo)體的遷移率較小，所以不通過在P型導(dǎo)電類型的第二化合物半導(dǎo)體層50上執(zhí)行離子注入等來增加電阻，而是用分隔槽62C分離形成于P型導(dǎo)電類型的第二化合物半導(dǎo)體層50上的第二電極62，從而允許第二電極62的第一部分62A和第二部分62B之間的電阻高達(dá)第二電極62和第一電極61之間的電阻的10倍或更多倍，或允許第二電極62的第一部分62A和第二部分62B之間的電阻是IX IO2 Ω以上。第二電極62的必需特性如下所述。(I)當(dāng)蝕刻第二化合物半導(dǎo)體層50時(shí)，第二電極62用作蝕刻掩摸。(2)允許不使第二化合物半導(dǎo)體層50的光學(xué)和電學(xué)特性劣化地濕法蝕刻第二電極62。(3)當(dāng)在第二化合物半導(dǎo)體層50上形成第二電極62時(shí)，第二電極62具有10_2Ω · Cm2以下的接觸電阻率。(4)當(dāng)?shù)诙姌O62具有層壓結(jié)構(gòu)時(shí)，形成下金屬層的材料具有大的功函數(shù)，并相對于第二化合物半導(dǎo)體層50具有低接觸電阻率，允許對其進(jìn)行濕法蝕刻。(5)當(dāng)?shù)诙姌O62具有層壓結(jié)構(gòu)時(shí)，形成上金屬層的材料對當(dāng)形成脊條結(jié)構(gòu)時(shí)執(zhí)行的蝕刻(例如在RIE方法中使用的氯氣)具有抵抗性，允許對其進(jìn)行濕法蝕刻。在實(shí)施例I中的激光二極管元件10中，第二電極62由具有O. Ιμπι的厚度的Pd單層構(gòu)成。應(yīng)注意，具有超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)(在該結(jié)構(gòu)中，P型GaN層和P型AlGaN層交替地層壓)的P型GaN/AlGaN超點(diǎn)陣包覆層54具有O. 7 μ m以下的厚度，更具體來說O. 4 μ m，組成超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的P型GaN層具有2. 5nm的厚度，組成超點(diǎn)陣結(jié)構(gòu)的P型AlGaN層具有2. 5nm的厚度，并且，P型GaN層和P型AlGaN層的總層數(shù)是160層。此外，從第三化合物半導(dǎo)體層40到第二電極62的距離是I μ m以下，更具體來說O. 5 μ m。此外，組成第二化合物半導(dǎo)體層50的P型AlGaN電子阻擋層53、p型GaN/AlGaN超點(diǎn)陣包覆層54和p型GaN接觸層55摻雜有I X IO19CnT3以上(更具體來說，2 X IO19CnT3)的Mg，第二化合物半導(dǎo)體層50相對于具有405nm的波長的光的吸收系數(shù)是δΟαιΓ1或更大，更具體來說為65CHT1。此外，第二化合物半導(dǎo)體層50從第三化合物半導(dǎo)體層40 —側(cè)包括未摻雜的化合物半導(dǎo)體層(未摻雜的GaInN光導(dǎo)層51和未摻雜的AlGaN包覆層52)和ρ型化合物半導(dǎo)體層，從第三化合物半導(dǎo)體層40到P型化合物半導(dǎo)體層(特別地，P型AlGaN電子阻擋層53)的距離⑷是I. 2X10^以下，具體來說為lOOnm。下面將參考圖25A、圖25B、圖26A、圖26B和圖27描述制造實(shí)施例I中的模式鎖定激光二極管元件的方法。應(yīng)注意，圖25A、圖25B、圖26A和圖26B是沿著基本上YZ平面剖開的基板等的示意性部分截面圖，圖27是沿著基本上XZ平面剖開的基板等的示意性部分端視圖。
[步驟-100]首先，用已知的MOCVD方法在基底上，更具體來說在η型GaN基板21的(0001)平面上形成層壓結(jié)構(gòu)體，該層壓體是通過按順序?qū)訅旱谝粚?dǎo)電類型(η型導(dǎo)電類型)的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第一化合物半導(dǎo)體層30、由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成并具有發(fā)光區(qū)域(増益區(qū)域)41和飽和吸收區(qū)域42的第三化合物半導(dǎo)體層(活性層)40，和第ニ導(dǎo)電類型(P型導(dǎo)電類型)的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第二化合物半導(dǎo)體層50而構(gòu)造的，第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型不同(參考圖25Α)。[步驟-110]這之后，在第二化合物半導(dǎo)體層50上形成第二電極62。更具體來說，用真空沉積方法整體地形成Pd層63 (參考圖25Β)，然后用光刻技術(shù)在Pd層63上形成阻擋層(resistlayer)。然后，使用王水去除未被用于Pd層63的蝕刻的阻擋層覆蓋的部分，然后去除該用于蝕刻的阻擋層。因此，允許獲得圖26A所示的結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意，可用剝離方法在第二化合物半導(dǎo)體層50上形成第二電極62。[步驟-120]接下來，通過使用第二電極62作為蝕刻掩模蝕刻第二化合物半導(dǎo)體層50的部分或整體(更具體來說，通過蝕刻第二化合物半導(dǎo)體層50的一部分)來形成脊條結(jié)構(gòu)56。更具體來說，使用第二電極62作為蝕刻掩模，通過使用氯氣的RIE方法蝕刻第二化合物半導(dǎo)體層50的一部分。因此，允許獲得圖26B所示的結(jié)構(gòu)。因?yàn)槭褂帽粓D案化成條形的第二電極62作為蝕刻掩模通過自對準(zhǔn)方式來形成脊條結(jié)構(gòu)56,所以在第二電極62和脊條結(jié)構(gòu)56之間不會(huì)出現(xiàn)不對準(zhǔn)。[步驟-I3O]這之后，形成用于在第二電極62中形成分隔槽的阻擋層64(參考圖27)。應(yīng)注意，參考數(shù)字65表示設(shè)置于阻擋層64中以形成分隔槽的開ロ。接下來，通過用阻擋層64作為濕法蝕刻掩模的濕法蝕刻方法在第二電極62中形成分隔槽62C，以用分隔槽62C將第二電極62分離成第一部分62A和第二部分62B。更具體來說，通過將整個(gè)結(jié)構(gòu)浸在用作蝕刻劑的王水中大約10秒來在第二電極62中形成分隔槽62C。然后，去除阻擋層64。因此，允許獲得圖10和圖11所示的結(jié)構(gòu)。因此，當(dāng)以這種方式采用濕法蝕刻方法而不是干法蝕刻方法時(shí)，第二化合物半導(dǎo)體層50的光學(xué)和電學(xué)特性不會(huì)劣化。因此，激光二極管元件的發(fā)光特性不會(huì)劣化。應(yīng)注意，在采用干法蝕刻方法的情況中，會(huì)增加第二化合物半導(dǎo)體層50的內(nèi)部損耗a y以導(dǎo)致閾值電壓的增加或光輸出的下降。在此情況中，ERノER1 IX IO2成立，其中，第二電極62的蝕刻速率是ERtl，層壓結(jié)構(gòu)體的蝕刻速率是ER”因?yàn)樵诘诙姌O62和第二化合物半導(dǎo)體層50之間存在高蝕刻選擇比，所以允許不蝕刻層壓結(jié)構(gòu)體地(或僅稍微蝕刻層壓結(jié)構(gòu)體地)可靠地蝕刻第二電極62。應(yīng)注意，希望滿足ERcZER1 ^ 1X10,優(yōu)選地ERcZER1 ^ IXlO20
第二電極62可具有包括由具有20nm厚度的鈀(Pd)制成的下金屬層和由具有200nm厚度的鎳(Ni)制成的上金屬層的層壓結(jié)構(gòu)。在使用王水的濕法蝕刻中，鎳的蝕刻速率高達(dá)鈀的蝕刻速率的大約I. 25倍。[步驟-140]這之后，執(zhí)行η側(cè)電極的形成、基板的分裂等等。[步驟-ΙδΟ]接下來，執(zhí)行實(shí)施例I的裝配次載具組件的方法。更具體來說，將次載具100和半導(dǎo)體發(fā)光元件(激光二極管元件10)相對于對準(zhǔn)標(biāo)記107對準(zhǔn)，然后熔融并冷卻熔接材料層103以允許半導(dǎo)體發(fā)光元件(激光二極管元件10)安裝在次載具100上。更具體來說，用圖像識別設(shè)備檢測對準(zhǔn)標(biāo)記107，并確定連接相應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線SL1和直線SL2。因?yàn)樵陂_ロ 106的底部暴露Au層104，所以可用圖像識別設(shè)備簡單地檢測對準(zhǔn)標(biāo)記107。然后，移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)抓住激光二極管元件10的機(jī)械手，以允許激光二極管元件10的兩個(gè)面向側(cè)和另兩個(gè)面向側(cè)分別與直線SL1和直線SL2平行，并進(jìn)一歩允許將激光二極管元件10的中心定位在次載具100的中心，然后向下移動(dòng)機(jī)械手以將激光二極管元件10放在次載具100上。更特別地，使第一電極61和熔接材料層103彼此接觸。然后，用加熱器加熱并熔融熔接材料層103，這之后，停止加熱器以冷卻熔接材料層103，從而將激光二極管元件10安裝在次載具100上。[步驟-I6O]這之后，將次載具100和熱沉110對準(zhǔn)，以允許次載具100的相應(yīng)側(cè)和熱沉110的相應(yīng)側(cè)彼此平行，用加熱器加熱并熔融粘合層108，這之后，停止加熱器以冷卻粘合層108，從而將次載具100安裝在熱沉110上。此外，執(zhí)行封裝以獲得次載具組件。應(yīng)注意，可同時(shí)執(zhí)行[步驟-150]和[步驟-160]，或可在執(zhí)行[步驟-160]之后執(zhí)行[步驟-150]。典型地，通過使用形成半導(dǎo)體層的材料的電阻率P (Ω ·πι)、半導(dǎo)體層的長度Xtl (Π1)、半導(dǎo)體層的截面積S (m2)、載流體密度n (cm_3)、電荷e (C)和遷移率μ (m2/Vs)的以下公式來表示半導(dǎo)體層的電阻R(Q)。R= (P · X0) /S= X0/ (η · e · μ · S)由于ρ型基于GaN的半導(dǎo)體的遷移率比P型基于GaAs的半導(dǎo)體的遷移率小兩個(gè)以上的數(shù)量級，所以可輕松地增加電阻。因此，從以上公式中顯而易見的是，具有脊條結(jié)構(gòu)(具有I. 5 μ m寬O. 30 μ m高的小截面積)的激光二極管元件具有大電阻。
通過四端子方法測量激光二極管元件10的第二電極62的第一部分62A和第二部分62B之間的電阻的結(jié)果是，在分隔槽62C的寬度是20 μ m的情況下，第二電極62的第一部分62A和第二部分62B之間的電阻是15k Ω。此外，在所形成的激光二極管元件10中，當(dāng)使DC電流從第二電極62的第一部分62A通過發(fā)光區(qū)域41到達(dá)第一電極61以產(chǎn)生正向偏壓狀態(tài)并通過在第一電極61和第二電極62的第二部分62B之間施加反向偏壓Vsa而對飽和吸收區(qū)域42施加電場時(shí)，允許執(zhí)行模式鎖定操作。換句話說，第二電極62的第一部分62A和第二部分62B之間的電阻高達(dá)第二電極62和第一電極61之間的電阻的10倍或更多倍，或是I XlO2 Ω以上。因此，允許可靠地抑制從第二電極62的第一部分62A流至第二部分62B的泄漏電流，結(jié)果，允許使發(fā)光區(qū)域41進(jìn)入正向偏壓狀態(tài)，并允許使飽和吸收區(qū)域42可靠地進(jìn)入反向偏壓狀態(tài),從而允許可靠地實(shí)現(xiàn)單一模式中的自脈動(dòng)操作。
在圖12A和圖12B中示出了由通過使用實(shí)施例I中的激光二極管元件執(zhí)行模式鎖定操作的聚光型外共振器構(gòu)成的光輸出裝置。在這些光輸出裝置中，激光光源由模式鎖定激光二極管兀件10、透鏡12、濾光器13、外反射鏡14和透鏡15構(gòu)成。從激光光源發(fā)出的激光通過光隔離器16離開。在圖12A所示的聚光型外共振器中，外共振器由高反射涂層(HR)形成于激光二極管元件的飽和吸收區(qū)域側(cè)和外反射鏡14上的端面構(gòu)成，光脈沖從外反射鏡14引出。在激光二極管元件的光出射端面上形成非反射涂層(AR)。主要用帶通濾波器作為濾光器，并插入濾光器以控制激光的振蕩波長。應(yīng)注意，用施加至發(fā)光區(qū)域的DC電流和施加至飽和吸收區(qū)域的反向偏壓Vsa確定模式鎖定?；蛘?，同樣在圖12B所示的對準(zhǔn)型外共振器中，外共振器由高反射涂層(HR)形成于激光二極管元件的飽和吸收區(qū)域側(cè)和外反射鏡14上的端面構(gòu)成，光脈沖從外反射鏡14引出。在發(fā)光區(qū)域(増益區(qū)域)ー側(cè)上的激光二極管元件的一個(gè)端面(光出射端面)上形成非反射涂層(AR)。在圖13A和圖13B所示的外共振器中，每個(gè)外共振器由反射涂層(R)形成于激光ニ極管元件的飽和吸收區(qū)域側(cè)(光出射端面)和外反射鏡上的端面構(gòu)成，光脈沖從飽和吸收區(qū)域42引出。在模式鎖定激光二極管元件的光出射區(qū)域(増益區(qū)域)的端面上形成低反射涂層(AR)。應(yīng)注意，圖13A和圖13B所示的實(shí)施例分別是聚光型和對準(zhǔn)型的?；蛘?，如圖13C所示，激光二極管元件可以是單片型的。[實(shí)施例2]實(shí)施例2是實(shí)施例I的變型例。在實(shí)施例2中，半導(dǎo)體發(fā)光元件由半導(dǎo)體光學(xué)放大器(S0A，半導(dǎo)體激光放大器)200構(gòu)成。圖14示出了實(shí)施例2的次載具組件的示意性平面圖，圖15示出了包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器的概念圖的實(shí)施例2的光輸出裝置的概念圖，圖16示出了沿著包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線(波導(dǎo)延伸的方向，X方向)的假想垂直平面剖開的半導(dǎo)體光學(xué)放大器的示意性截面圖，圖17示出了沿著垂直于半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線的假想垂直平面剖開的半導(dǎo)體光學(xué)放大器的示意性截面圖。應(yīng)注意，圖16是沿著圖17的箭頭I-I剖開的示意性截面圖，圖17是沿著圖16的箭頭II-II剖開的示意性截面圖。更具體來說，半導(dǎo)體光學(xué)放大器200由透射型半導(dǎo)體光學(xué)放大器構(gòu)成，并包括(a)層壓結(jié)構(gòu)體，通過按順序?qū)訅旱谝粚?dǎo)電類型(具體來說，在實(shí)施例2中為η型導(dǎo)電類型)的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第一化合物半導(dǎo)體層230、由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成并具有光學(xué)放大區(qū)域(載流體注入?yún)^(qū)域、増益區(qū)域)241的第三化合物半導(dǎo)體層(活性層)240，和第二導(dǎo)電類型(具體來說，在實(shí)施例2中為ρ型導(dǎo)電類型)的由基于GaN的化合物半導(dǎo)體制成的第二化合物半導(dǎo)體層250來構(gòu)造，第二導(dǎo)電類型與第一導(dǎo)電類型不同；(b)形成于第二化合物半導(dǎo)體層250上的第二電極262 ;以及
(c)與第一化合物半導(dǎo)體層230電連接的第一電極261。在半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的光入射端面201和面向光入射端面201的光出射端面203上形成低反射涂層(AR) 202和204 (未在圖16、圖20和圖21中示出)。在此情況中，每個(gè)低反射涂層均具有，例如包括兩種或多種類型的從以下組中選擇的層的層壓結(jié)構(gòu)，該組由氧化鈦層、氧化鉭層、氧化鋯層、氧化硅層和氧化鋁層組成。然后，從光入射端面201 —側(cè)入射的激光在半導(dǎo)體光學(xué)放大器200中被光學(xué)地放大，以在相對側(cè)上從光出射端面203離開。激光主要在僅ー個(gè)方向上引導(dǎo)。此外，在實(shí)施例2中，激光光源由在實(shí)施例I中描述的模式鎖定激光二極管元件10構(gòu)成，并且，從模式鎖定激光二極管元件10離開的脈沖激光進(jìn)入半導(dǎo)體光學(xué)放大器200。在此情況中，激光光源按照模式鎖定操作發(fā)出脈沖激光。除了模式鎖定激光二極管元件10、第二電極和光入射/出射端面的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造以外，實(shí)施例2中的半導(dǎo)體光學(xué)放大器200具有和實(shí)施例I中的那些基本上相同的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造。在半導(dǎo)體光學(xué)放大器200中，第二電極262未設(shè)置有分隔槽。在此情況中，實(shí)施例2和3的半導(dǎo)體光學(xué)放大器200中與在實(shí)施例I中描述的激光二極管元件中的那些相同的元件用相同參考數(shù)字加上200來表示。實(shí)施例2中的次載具、次載具組件和裝配次載具組件的方法與實(shí)施例I中描述的那些相似，將不再進(jìn)ー步詳細(xì)地描述，除了與實(shí)施例I中不同的半導(dǎo)體發(fā)光元件的結(jié)構(gòu)以外。在圖15所示的實(shí)施例2的光輸出裝置中，如實(shí)施例I中描述的，激光光源由模式鎖定激光二極管兀件10、透鏡12、濾光器13、外反射鏡14和透鏡15構(gòu)成。然后，從激光光源發(fā)出的激光通過光隔離器16和反射鏡17進(jìn)入反射鏡18A。由反射鏡18A反射的激光通過半波板(λ /2波板)18Β和透鏡18C，以進(jìn)入半導(dǎo)體光學(xué)放大器200。應(yīng)注意，將半波板(入/2波板)18Β設(shè)置為防止從半導(dǎo)體光學(xué)放大器200返回的光前進(jìn)至激光光源。然后，在半導(dǎo)體光學(xué)放大器200中光學(xué)地放大激光，以通過透鏡19從裝置離開。圖18Α和圖18Β示出了半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的基本特性。在圖18Α和圖18Β中，示出了當(dāng)電流Itl從第二電極262到達(dá)第一電極261時(shí)的光輸出(在圖18Α中用曲線“B”表示)，在圖18Α中，進(jìn)ー步示出了當(dāng)電流Itl從第二電極262到達(dá)第一電極261時(shí)在第二電極262和第一電極261之間施加的電壓Vtl (在圖18Α中用曲線“Α”表不)。應(yīng)注意,水平軸表示從第二電極262到達(dá)第一電極261的電流Itl的值(單位毫安)，垂直軸表示在第二電極262和第一電極261之間施加的電壓V的值(單位伏特)和光輸出(單位毫瓦)。此夕卜，圖18Α是激光不從激光光源進(jìn)入半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的狀態(tài)的曲線圖，圖18Β是激光(2毫瓦的光輸出)從激光光源進(jìn)入半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的狀態(tài)的曲線圖。從圖18Α和圖18Β中顯而易見的是，在使300毫安的電流I。從第二電極262到達(dá)第一電極261的同時(shí)激光不從激光光源進(jìn)入半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的情況中，來自半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的光輸出是2. 6毫瓦，但是，在激光從激光光源進(jìn)入半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的情況中，來自半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的光輸出是8. 5毫瓦,并用半導(dǎo)體光學(xué)放大器200將入射至半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的激光放大大約3倍。應(yīng)注意,在半導(dǎo)體光學(xué)放大器200中，不執(zhí)行激光振蕩。此夕卜，從圖18B中顯而易見的是，當(dāng)增加從第二電極262到達(dá)第一電極261的電流I。時(shí)，用半導(dǎo)體光學(xué)放大器200將入射至半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的激光顯著放大。在實(shí)施例2中，半導(dǎo)體光學(xué)放大器由透射型半導(dǎo)體光學(xué)放大器構(gòu)成，但不限于此，如圖19A、圖19B和圖19C中的概念圖所示，半導(dǎo)體光學(xué)放大器可由反射型半導(dǎo)體光學(xué)放大器、共振半導(dǎo)體光學(xué)放大器或單片半導(dǎo)體光學(xué)放大器構(gòu)成。在反射型半導(dǎo)體光學(xué)放大器中，如圖19A所示，在半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的一個(gè)端面(光入射/出射端面)206上形成低反射涂層(AR) 207，并在面向這ー個(gè)端面206的另一端面208上形成高反射涂層(HR) 209。然后，從這ー個(gè)端面206入射的激光在半導(dǎo)體光學(xué)放大器200中光學(xué)地放大，并在相對側(cè)上由端面208反射，以再次通過半導(dǎo)體光學(xué)放大器200，從而被光學(xué)地放大以從這ー個(gè)端面206離開。用適當(dāng)?shù)墓鈱W(xué)元件(例如分束器或半透明反射鏡)將從半導(dǎo)體光學(xué)放大器200發(fā)射的激光與進(jìn)入半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的激光分開。在反射型半導(dǎo)體光學(xué)放大器和透射型半導(dǎo)體光學(xué)放大器具有相同的裝置長度的情況中，反射半導(dǎo)體光學(xué)放大器的放大路徑長達(dá)透射半導(dǎo)體光學(xué)放大器的放大路徑的兩倍，并允許反射半導(dǎo)體光學(xué)放大器將激光放大至更高的等級；然而，將輸入激光和輸出激光分開的光學(xué)元件是必需的。在共振半導(dǎo)體光學(xué)放大器中，如圖19B所示，在兩個(gè)端面上提供具有適當(dāng)反射率的涂層，在共振半導(dǎo)體光學(xué)放大器中共振并放大激光。當(dāng)涂層的反射率過高時(shí)，導(dǎo)致激光振蕩；因此，為了允許涂層用作光學(xué)放大器，必須調(diào)節(jié)涂層的反射率。如圖19C所示，單片半導(dǎo)體光學(xué)放大器是激光二極管元件和半導(dǎo)體光學(xué)放大器的組合。[實(shí)施例3]實(shí)施例3是實(shí)施例2的變型例。圖20示出了沿著包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線(波導(dǎo)延伸的方向)的假想垂直平面剖開的實(shí)施例3的半導(dǎo)體光學(xué)放大器的示意性截面圖。在實(shí)施例3中，沿著半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的軸線在從光出射端面203到層壓結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部的區(qū)域中設(shè)置載流體非注入?yún)^(qū)域205。在此情況中，設(shè)置Ι^ = 5μπι，其中，沿著半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的軸線的載流體非注入?yún)^(qū)域205的長度(載流體非注入?yún)^(qū)域205的寬度)是Ln。。載流體非注入?yún)^(qū)域205未設(shè)置有第二電極262。整個(gè)半導(dǎo)體光學(xué)放大器的長度是2. Omm0應(yīng)注意，還沿著半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的軸線在從光入射端面201到層壓結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部的區(qū)域中設(shè)置載流體非注入?yún)^(qū)域。以這種方式沿著半導(dǎo)體光學(xué)放大器200的軸線在從光出射端面203到層壓結(jié)構(gòu)體的內(nèi)部的區(qū)域中設(shè)置載流體非注入?yún)^(qū)域205。因此，允許擴(kuò)大從光出射端面203發(fā)射的激光的寬度；因此，可實(shí)現(xiàn)更高的光輸出，并可實(shí)現(xiàn)可靠性的改進(jìn)?；蛘撸鐖D21所示(圖21是沿著包括半導(dǎo)體光學(xué)放大器的軸線(X方向)的假想垂直平面剖開的半導(dǎo)體光學(xué)放大器的示意性截面圖)，第二電極262由用分隔槽262C分開的第一部分262A和第二部分26 2B構(gòu)成，載流體非注入?yún)^(qū)域205設(shè)置有第二電極的第二部分262B。因此，對第二電極的第二部分262B施加比內(nèi)置電壓低的電壓，具體來說是O伏。當(dāng)對第二電極的第二部分施加比施加至第一部分的電壓低的電壓時(shí)，即使增加入射激光的光學(xué)強(qiáng)度，也允許通過包括第二部分的載流體非注入?yún)^(qū)域的存在而抑制化合物半導(dǎo)體層的相對折射率増加的現(xiàn)象，從半導(dǎo)體光學(xué)放大器的光出射端面發(fā)射的激光可輕易地在寬度方向上擴(kuò)展。此外，由于從半導(dǎo)體光學(xué)放大器發(fā)射激光的區(qū)域中光出射端面占據(jù)的面積較大，所以可實(shí)現(xiàn)半導(dǎo)體光學(xué)放大器的更高的輸出。
[實(shí)施例4]實(shí)施例4涉及根據(jù)該技術(shù)的實(shí)施方式的次載具，根據(jù)該技術(shù)的第二實(shí)施方式的次載具組件，和根據(jù)該技術(shù)的第二實(shí)施方式的次載具裝配方法。圖22示出了實(shí)施例4的次載具組件的示意性平面圖。應(yīng)注意，沿著圖22的箭頭B-B剖開的示意性端面與圖IB中的端面基本上相同。實(shí)施例4的次載具組件是包括以下部件的次載具組件允許在其上固定包括波導(dǎo)11的半導(dǎo)體發(fā)光元件(例如實(shí)施例I中描述的激光二極管元件10或?qū)嵤├?和3中描述的半導(dǎo)體光學(xué)放大器200)的次載具100，具有相對于其光入射/出射端面的法線以Qwe(度)傾斜的軸線并由具有折射率r^E的半導(dǎo)體材料制成的波導(dǎo)11 ;以及用于將次載具100安裝于其上的熱沉110。此外，安裝有次載具100的半導(dǎo)體發(fā)光元件的第一表面101設(shè)置有用于固定半導(dǎo)體發(fā)光元件的熔接材料層103，在面向次載具100的第一表面101的第二表面102上形成粘合層108，次載具100安裝在熱沉110上，在其之間具有粘合層108，在熔接材料層103上形成允許以角度Qsm= SirT1Diui · sin( Θ ffG) /n0]識別的對準(zhǔn)標(biāo)記107,其中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是％。應(yīng)注意，和實(shí)施例I的情況相同，在實(shí)施例4中，在面向第一表面101的第二表面102上形成粘合層108，并在熱沉110上安裝次載具100，在其之間具有粘合層108，當(dāng)在熱沉110上安裝次載具100時(shí)，次載具100的軸線和熱沉110的軸線以Θ SM(度)彼此相交。此外，和參考圖I至圖9在實(shí)施例I中描述的情況相同，熔接材料層103可設(shè)置有兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，連接這兩個(gè)對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線可與次載具100的軸線以Θ SM(度)或(90- Θ SM)(度)相交，或者熔接材料層103可設(shè)置有ー個(gè)或多個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記107，對準(zhǔn)標(biāo)記107的軸線可與次載具100的軸線以Θ SM(度)或(90- Θ SM)(度)相交。在實(shí)施例4中的裝配次載具組件的方法中，在與實(shí)施例I中的[步驟-150]相似的步驟中，相對于對準(zhǔn)標(biāo)記107對準(zhǔn)次載具100和熱沉110，然后，熔融并冷卻粘合層108以將次載具100安裝在熱沉110上。更具體來說，用圖像識別設(shè)備檢測對準(zhǔn)標(biāo)記107，確定連接相應(yīng)對準(zhǔn)標(biāo)記107的直線SL1和直線SL2。然后，移動(dòng)并旋轉(zhuǎn)抓住次載具100的機(jī)械手，以允許熱沉110的兩個(gè)面向側(cè)和另兩個(gè)面向側(cè)分別與直線SL1和直線SL2W eSM(度)或(90- Θ SM)(度)相交，并進(jìn)ー步允許將次載具100的中心定位在熱沉110的中心。更具體來說，使粘合層108和熱沉110彼此接觸。然后，用加熱器加熱并熔融粘合層108，這之后，停止加熱器以冷卻粘合層108，從而將次載具100安裝在熱沉110上。這之后，將次載具100和激光二極管元件10對準(zhǔn)，以允許次載具100的相應(yīng)側(cè)和激光二極管元件10的相應(yīng)側(cè)彼此平行，用加熱器加熱并熔融熔接材料層103，這之后，停止加熱器以冷卻熔接材料層103，從而將激光二極管元件10安裝在次載具100上。此外，執(zhí)行封裝以獲得次載具組件。應(yīng)注意，可同時(shí)執(zhí)行次載具100在熱沉110上的安裝和激光二極管元件10在次載具100上的安裝，或可在將激光二極管元件10安裝在次載具100上之后執(zhí)行次載具100在熱沉Iio上的安裝。
雖然參考優(yōu)選實(shí)施例描述了本技術(shù)，但是本技術(shù)不限于此。在優(yōu)選實(shí)施例中描述的半導(dǎo)體發(fā)光元件、激光二極管元件、半導(dǎo)體光學(xué)放大器、光輸出裝置和激光光源的構(gòu)造和結(jié)構(gòu)是舉例，可適當(dāng)?shù)貙ζ溥M(jìn)行改進(jìn)。此外，在實(shí)施例中，表示了各種值，但是這些值也是舉例；因此，例如當(dāng)將使用的半導(dǎo)體發(fā)光元件、激光二極管元件、半導(dǎo)體光學(xué)放大器、光輸出裝置、激光光源的規(guī)格改變時(shí)，這些值也改變。在實(shí)施例中，將脈沖激光二極管元件描述為激光二極管元件的一個(gè)實(shí)施例；然而，激光二極管元件可以是連續(xù)波激光二極管元件。在實(shí)施例I中，在第一電極和次載具彼此接觸的同時(shí)裝配次載具組件；然而，或者，可在第二電極和次載具彼此接觸的同時(shí)裝配次載具組件。換句話說，可以所謂的向下連接方式安裝半導(dǎo)體發(fā)光元件。然而，在此情況中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面優(yōu)選地從次載具突出，以防止基板和次載具阻止激光的前迸。在這種結(jié)構(gòu)中，允許進(jìn)一歩改進(jìn)熱沉冷卻半導(dǎo)體發(fā)光元件的效果。此外，第二電極可具有包括由具有20nm厚度的鈀(Pd)制成的下金屬層和由具有200nm厚度的鎳(Ni)制成的上金屬層的層壓結(jié)構(gòu)。應(yīng)注意，在使用王水的濕法蝕刻中，鎳的蝕刻速率高達(dá)鈀的蝕刻速率的大約I. 25倍。在實(shí)施例中，將半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)置在C面上，S卩{0001}平面，其是η型GaN基板的極性面。在這種情況中，可能難以通過由第三化合物半導(dǎo)體層中的壓電極化和自發(fā)極化 引起的內(nèi)部電場的QCSE效應(yīng)(量子限制結(jié)構(gòu)斯塔克效應(yīng))來用電控制飽和吸收。換句話說，在一些情況中，為了獲得自脈動(dòng)操作和模式鎖定操作，必須增加到達(dá)第一電極的DC電流的值或施加至飽和吸收區(qū)域的反向偏壓的值，或產(chǎn)生和主脈沖相關(guān)的子脈沖分量，否則難以合成外部信號和光脈沖。為了抑制這種現(xiàn)象，可將半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)置在非極性面上，例如A面，即{11-20}面,M面，即{1-100}面，或{1-102}面,或半極性面,例如包括{11-24}面或{11-22}面的{11-2η}面，{10-11}面或{10-12}面。因此，即使在半導(dǎo)體發(fā)光元件的第三化合物半導(dǎo)體層中產(chǎn)生壓電極化和自發(fā)極化，也不會(huì)在第三化合物半導(dǎo)體層的厚度方向上產(chǎn)生壓電極化，并在基本上垂直于第三化合物半導(dǎo)體層的厚度方向的方向上產(chǎn)生壓電極化；因此，允許消除由壓電極化和自發(fā)極化導(dǎo)致的不良影響。應(yīng)注意，{11_2η}面表示相對于C面形成基本上40°的非極性面。此外，在將半導(dǎo)體發(fā)光元件設(shè)置在非極性面或半極性平面上的情況中，允許消除阱層的厚度的限制(在Inm至IOnm的范圍內(nèi)，包括Inm和IOnm)和阻擋層中的雜質(zhì)的摻雜濃度的限制(在2 X IO18CnT3至IX 102°cm_3的范圍內(nèi)，包括
2X IO18Cm 3 和 I X IO20Cm 3)。發(fā)光區(qū)域41或飽和吸收區(qū)域42的數(shù)量不限于ー個(gè)。圖23示出了包括第二電極的ー個(gè)第一部分62A和第二電極的兩個(gè)第二部分621^和62B2的不意性端視圖。在激光二極管元件中，第一部分62A的一端面向ー個(gè)第二部分62Bi，在其之間具有ー個(gè)分隔槽62C1;第一部分62A的另一端面向另ー第二部分62B2,在其之間具有另一分隔槽62C2。因此,ー個(gè)發(fā)光區(qū)域41夾在兩個(gè)飽和吸收區(qū)域4 和422之間?；蛘?，圖24示出了包括第二電極的兩個(gè)第一部分62ん和62A2和第二電極的ー個(gè)第二部分62B的模式鎖定激光二極管元件的示意性端視圖。在模式鎖定激光二極管元件中，第二部分62B的一端面向ー個(gè)第一部分62A1;在其之間具有ー個(gè)分隔槽62Q,第二部分62B的另一端面向另ー第一部分62A2,在其之間具有另一分隔槽62C2。因此，ー個(gè)飽和吸收區(qū)域42夾在兩個(gè)發(fā)光區(qū)域4し和412之間。本申請包含與2011年2月4日在日本專利局提交的日本優(yōu)先權(quán)專利申請2011-022540中公開的主題相關(guān)的主體，該專利的全部內(nèi)容結(jié)合于此以供參考。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)設(shè)計(jì)需求及其他因素，可能出現(xiàn)各種修改、組合、子組合和改變，只要其在所附權(quán)利要求或其等價(jià)物的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種次載具，具有第一表面并允許包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在第一表面上，所述波導(dǎo)具有相對于所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜ewe(度)的軸線，并由具有折射率的半導(dǎo)體材料制成，所述次載具包括 所述第一表面上的熔接材料層；以及 形成于所述熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記，允許以角度9 SM = sin-1 [nLE sin( 0 ffG)/n0]識別所述對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是％。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的次載具，其中， 當(dāng)將所述半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝在所述次載具上時(shí)，所述次載具的軸線和所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的軸線彼此以Qwe(度)相交。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的次載具，其中， 所述熔接材料層設(shè)置有兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記，并且 連接兩個(gè)所述對準(zhǔn)標(biāo)記的直線與所述次載具的軸線以9SM(度)或(90-eSM)(度)相交。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的次載具，其中， 所述熔接材料層設(shè)置有ー個(gè)或多個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記，并且 所述對準(zhǔn)標(biāo)記的軸線與所述次載具的軸線以eSM(度)或(90-eSM)(度)相交。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的次載具，其中， 在面向所述第一表面的第二表面上形成粘合層， 在熱沉上安裝所述次載具，在其之間具有粘合層，并且 當(dāng)在所述熱沉上安裝次載具時(shí)，所述次載具的軸線與所述熱沉的軸線彼此以eSM(度)相交。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的次載具，其中 所述熔接材料層設(shè)置有兩個(gè)或多個(gè)點(diǎn)狀對準(zhǔn)標(biāo)記，并且 連接兩個(gè)所述對準(zhǔn)標(biāo)記的直線與所述次載具的軸線以9SM(度)或(90-eSM)(度)相交。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的次載具，其中 所述熔接材料層設(shè)置有ー個(gè)或多個(gè)條狀對準(zhǔn)標(biāo)記，并且 所述對準(zhǔn)標(biāo)記的軸線與所述次載具的軸線以eSM(度)或(90-eSM)(度)相交。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的次載具，其中， 所述熔接材料層具有從所述第一表面一側(cè)按順序包括Au層和Au-Sn合金層的層壓結(jié)構(gòu)， 所述對準(zhǔn)標(biāo)記由形成于Au-Sn合金層中的開ロ構(gòu)成，并且在所述開ロ的底部暴露Au層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的次載具，其中， Au-Sn合金層的投影圖像包括在Au層的投影圖像中。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的次載具，其中， 允許所述對準(zhǔn)標(biāo)記與所述半導(dǎo)體發(fā)光元件重疊。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的次載具，其中，所述對準(zhǔn)標(biāo)記與所述半導(dǎo)體發(fā)光元件不重疊。
12.根據(jù)權(quán)利要求I所述的次載具，其中， 允許所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面從所述次載具突出。
13.ー種次載具組件，包括 包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件，所述波導(dǎo)具有相對于所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜9 we(度)的軸線，并由具有折射率1 的半導(dǎo)體材料制成；以及允許所述半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在其第一表面上的次載具， 其中，所述次載具包括 所述第一表面上的熔接材料層M及 形成于所述熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記，允許以角度9 SM = sin-1 [nLE Sin( 0 ffG)/n0]識別所述對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是％。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的次載具組件，進(jìn)ー步包括 熱沉，允許所述次載具安裝于其上。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的次載具組件，其中， 所述半導(dǎo)體發(fā)光元件由激光二極管元件構(gòu)成。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的次載具組件，其中， 所述半導(dǎo)體發(fā)光元件由半導(dǎo)體光學(xué)放大器構(gòu)成。
17.ー種次載具組件，包括 次載具，具有第一表面并允許包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在第一表面上，所述波導(dǎo)具有相對于所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜Qwe(度)的軸線，并由具有折射率的半導(dǎo)體材料制成；以及熱沉，允許所述次載具安裝于其上， 其中，所述次載具包括 所述次載具的第一表面上的熔接材料層； 形成于面向所述次載具的第一表面的第二表面上的粘合層；以及形成于所述熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記，允許以角度9 SM = sin-1 [nLE sin( 0 ffG)/n0]識別所述對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是IV并且將所述次載具安裝在所述熱沉上，在其之間具有所述粘合層。
18.一種次載具裝配方法，是ー種裝配次載具組件的方法，所述次載具組件包括 包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件，所述波導(dǎo)具有相對于所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜9 we(度)的軸線，并由具有折射率1 的半導(dǎo)體材料制成；以及 允許所述半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在其第一表面上的次載具， 所述次載具包括 所述第一表面上的熔接材料層M及 形成于所述熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記，允許以角度9 SM = sin-1 [nLE sin( 0 ffG)/n0]識別所述對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是IV所述方法包括將所述次載具和所述半導(dǎo)體發(fā)光元件相對于所述對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)，熔融并冷卻所述熔接材料層，以將所述半導(dǎo)體發(fā)光元件安裝在所述次載具上。
19.一種次載具裝配方法，是ー種裝配次載具組件的方法，所述次載具組件包括 次載具，具有第一表面并允許包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在第一表面上，所述波導(dǎo)具有相對于所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜Qwe(度)的軸線，并由具有折射率的半導(dǎo)體材料制成；以及熱沉，允許所述次載具安裝于其上， 所述次載具包括 所述第一表面上的熔接材料層； 形成于面向所述次載具的第一表面的第二表面上的粘合層；以及形成于所述熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記，允許以角度9 SM = sin-1 [nLE sin( 0 ffG)/n0]識別所述對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，所述半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是IV 將所述次載具安裝在所述熱沉上，在其之間具有粘合層， 所述方法包括 將所述次載具和所述熱沉相對于所述對準(zhǔn)標(biāo)記對準(zhǔn)，熔融并冷卻所述所述粘合層，以將所述次載具安裝在所述熱沉上。
全文摘要
本申請?zhí)峁┝艘环N具有阻止制造成本的增加與成品率和可靠性的減小的結(jié)構(gòu)和構(gòu)造并包括傾斜波導(dǎo)的次載具、次載具組件和次載具裝配方法。具有第一表面并允許包括波導(dǎo)的半導(dǎo)體發(fā)光元件固定在第一表面上的次載具，波導(dǎo)具有相對于半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的法線傾斜θWG(度)的軸線，并由具有折射率nLE的半導(dǎo)體材料制成，次載具包括第一表面上的熔接材料層；以及形成于熔接材料層中的對準(zhǔn)標(biāo)記，允許以角度θSM＝sin-1[nLE·sin(θWG)/n0]識別對準(zhǔn)標(biāo)記，其中，半導(dǎo)體發(fā)光元件的光入射/出射端面的外部附近的透光介質(zhì)的折射率是n0。
文檔編號H01S5/02GK102629732SQ20121002042
公開日2012年8月8日 申請日期2012年1月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月4日
發(fā)明者倉本大, 幸田倫太郎, 橫山弘之, 渡邊秀輝, 長沼香 申請人:國立大學(xué)法人東北大學(xué), 索尼公司